[發(fā)明專利]一種基于多光束復用的三維空間掃描分辨率提高方法

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• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110596678A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設計）人: 王志飛;劉曉煒;周波
• 申請（專利權）人: 威海北洋電氣集團股份有限公司北京分公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/89
• 代理公司: 11293 北京怡豐知識產權代理有限公司
• 代理人: 于振強

本發(fā)明涉及一種基于多光束復用的三維空間掃描分辨率提高方法，其解決了現有光束掃描造價貴、性能低的技術問題，其包括如下步驟：a)多光束發(fā)射模組對前方任一方向發(fā)射多光束組，光學接收器件組成的光束接收模組，接收來自目標的反射光；b)多光束發(fā)射模組和/或接收模組沿預定方向移動，對前方目標進行逐點掃描；其中所述預定方向記為x方向；c)完成x方向一行逐點掃描后，多光束發(fā)射模組發(fā)射的多光束組在x方向的正交方向發(fā)生預設改變后,重復步驟b)進行下一行掃描，以通過所述多光束發(fā)射與接收模組多次移動組合，對預設的全視場范圍完成一次掃描。本發(fā)明可廣泛應于非接觸測距技術的掃描式傳感器。

技術領域

本發(fā)明涉及一種光學技術領域，特別是涉及一種基于多光束復用的三維空間掃描分辨率提高方法。

背景技術

激光雷達即激光探測與測量，是一種采用激光測距技術的掃描式傳感器，其工作原理與無線電雷達系統(tǒng)類似，通過發(fā)射激光束并通過搜集反射回波來探測目標，這些掃描獲取的數據經處理后可生成為精確的三維立體圖像。傳統(tǒng)的光束掃描有逐點逐行掃描和整體式多光束逐點掃描(每一幀只由一組等間距光束逐點掃描而成)。前者多見于電視機投影機等設備，后者多用于機械式激光雷達設備。逐點逐行式掃描可以用一個激光發(fā)射裝置和一個接收器件實現，但缺點是掃描幀率不夠高，如果提高幀率，就需要旋轉的機械裝置高速穩(wěn)定運行，成本很高。整體式多光束逐點掃描在高分辨率情況下需要的光束數與水平或垂直一個方向上的分辨率點數相同。如1920x128分辨率的激光雷達,至少需要128條發(fā)射激光束和128個光學接收器件,成本也很高。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決現有光束掃描造價貴、性能低的技術問題，提供一種造價低且能夠成倍提高掃描分辨率的基于多光束復用的三維空間掃描分辨率提高方法。

本發(fā)明提供一種基于多光束復用的三維空間掃描分辨率提高方法，包括如下步驟：

a)多光束發(fā)射模組對前方任一方向發(fā)射多光束組，光學接收器件組成的光束接收模組，接收來自目標的反射光；

b)多光束發(fā)射模組和/或接收模組沿預定方向移動，對前方目標進行逐點掃描；其中所述預定方向記為x方向；

c)完成x方向一行逐點掃描后，多光束發(fā)射模組發(fā)射的多光束組在x方向的正交方向發(fā)生預設改變后,重復步驟b)進行下一行掃描，以通過所述多光束發(fā)射與接收模組多次移動組合，對預設的全視場范圍完成一次掃描。

優(yōu)選地，步驟a)中,所述多光束組中的各平行光束的間距或不平行光束的夾角相等或不相等。

優(yōu)選地，步驟b)中,所述移動為平移或轉動。

優(yōu)選地，步驟c)中,所述移動為平移，平移的距離為該多光束組覆蓋的高度或其他預設的任意距離。

優(yōu)選地，步驟c)中,所述移動為轉動，轉動的角度為多光束組覆蓋的角度或其他預設的任意角度。

優(yōu)選地，多光束發(fā)射模組發(fā)射的多光束組與接收模組之間的相對位置在x方向的正交方向發(fā)生預設改變，具體包括：

多光束發(fā)射模組與接收模組的移動，或多光束發(fā)射模組與接收模組的轉動，或光束發(fā)射與接收模組的偏移。

優(yōu)選地，多光束發(fā)射模組發(fā)射的多光束組在x方向的正交方向發(fā)生預設改變，具體包括：

多光束發(fā)射模組和光束接收模組本身的移動或轉動，或

通過光線路徑控制部件改變多光束發(fā)射模組發(fā)射的多光束組的光路，以使所述多光束組在x方向的正交方向發(fā)生預設改變。

優(yōu)選地，光線路徑控制部件為旋轉棱鏡或MEMS微型振鏡。

本發(fā)明很好地兼顧了掃描幀率、分辨率和掃描裝置成本：

1.性能高：多光束組多次平移復用進行掃描，成倍提高掃描分辨率；