CN107861111A - 旋转激光测距传感器 - Google Patents

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龚志
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Abstract

本发明公开一种旋转激光测距传感器，包括激光模组，反光装置，用于将发射光信号反射到待测目标上，并接收来自待测目标的反射光信号；转动装置，带动反光装置转动；聚焦透镜，对反射光信号聚焦，得到聚焦光信号；激光感应探测器，接收聚焦光信号；激光测量模块，根据发射光信号的时间及接收聚焦光信号的时间确定待测目标的距离信息；光耦，确定待测目标的位置信息；控制器，确定待测目标的距离与位置信息。本发明旋转激光测距传感器通过反光装置及转动装置配合，可使得转动装置带动反光装置转动，并通过激光模组、聚焦透镜、激光感应探测器激光测量模块、光耦及控制器，可实现对周围环境中待测目标的距离和位置的检测，提高检测的准确度。

Description

旋转激光测距传感器
技术领域
本发明涉及激光测量技术领域，特别是涉及一种旋转激光测距传感器。
背景技术
目前，现有的激光测距传感器一般通过以下两种方式进行测量：
第一种，利用滑环带动码盘同步转动获得扫描数据，并配合转速反馈调节单元，通过光电编码器自动计算实时转速输入控制单元，通过与预设的转速阈值进行比较后对码盘转速进行精确控制,从而获得一周中每一度的二维割面的距离信息。但是带滑环旋转技术成本较高且使用寿命较短。
第二种，基于盘式转子电机的线扫描激光雷达，该雷达不使用滑环技术，利用盘式转子电机带动码盘旋转，实现360°扫描探测。但是，利用盘式转子电机转动旋转方式，在电机旋转精细角度控制上稍显不足，使得测距精度较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋转激光测距传感器，可提高测距精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种旋转激光测距传感器，所述旋转激光测距传感器包括：
激光模组，用于发出发射光信号；
反光装置，设置在所述激光模组的发射光路上，用于将所述发射光信号反射到待测目标上，并接收来自待测目标的反射光信号；
转动装置，与所述反光装置连接，用于带动所述反光装置转动；
聚焦透镜，设置在所述反光装置的反射光路上，用于对所述反射光信号聚焦，得到聚焦光信号；
激光感应探测器，设置在所述聚焦透镜的聚焦光路上，用于接收所述聚焦光信号；
激光测量模块，分别与所述激光模组和激光感应探测器连接，用于根据所述激光模组发射所述发射光信号的时间及所述激光感应探测器接收所述聚焦光信号的时间确定待测目标的距离信息；
光耦，对应所述待测目标设置，用于确定所述待测目标的位置信息；
控制器，分别与所述激光测量模块及光耦连接，用于确定所述待测目标的距离与位置信息。
可选的，所述旋转激光测距传感器包括：
固定座，所述固定座中设置有所述转动装置、激光模组、聚焦透镜、激光感应探测器、激光测量模块及光耦，且所述固定座的下表面设置有所述控制器，所述固定座的上表面设置有所述反光装置，所述转动装置带动所述反光装置相对所述固定座转动。
可选的，所述转动装置包括电机、主动齿轮及轴承，所述轴承设置在所述固定座中，且与所述反光装置连接；所述主动齿轮分别与所述反光装置和电机连接；所述电机通过所述主动齿轮带动所述反光装置沿着所述轴承转动。
可选的，所述反光装置包括反光镜及反光镜旋转支架，所述反光镜固定在所述反光镜旋转支架上，且所述反光镜旋转支架与所述转动装置连接。
可选的，所述反光镜与水平方向成45°夹角。
可选的，所述反光镜旋转支架及固定座均为环形空心圆盘状结构。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明旋转激光测距传感器通过反光装置及转动装置配合，可使得转动装置带动反光装置转动，并通过激光模组、聚焦透镜、激光感应探测器激光测量模块、光耦及控制器，可实现对周围环境中待测目标的距离和位置的检测，提高检测的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例旋转激光测距传感器的剖面结构图；
图2为本发明实施例旋转激光测距传感器的爆炸图。
符号说明：
反光镜—1，光镜旋转支架—2，轴承—3，主动齿轮—4，固定座—5，电机—6，聚焦透镜—7，激光测量模块—8，激光感应探测器—9，控制器—10，光耦—11，激光模组—12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种旋转激光测距传感器，通过反光装置及转动装置配合，可使得转动装置带动反光装置转动，并通过激光模组、聚焦透镜、激光感应探测器激光测量模块、光耦及控制器，可实现对周围环境中待测目标的距离和位置的检测，提高检测的准确度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图2所述，本发明旋转激光测距传感器包括反光装置、转动装置、激光模组12、聚焦透镜7、激光感应探测器9、激光测量模块8、光耦11及控制器10。
其中，所述激光模组12发出发射光信号；所述反光装置设置在所述激光模组12的发射光路上，所述反光装置用于将所述发射光信号反射到待测目标上，并接收来自待测目标的反射光信号；所述转动装置与所述反光装置连接，所述转动装置用于带动所述反光装置转动；所述聚焦透镜7设置在所述反光装置的反射光路上，所述聚焦透镜7用于对所述反射光信号聚焦，得到聚焦光信号；所述激光感应探测器9设置在所述聚焦透镜7的聚焦光路上，所述激光感应探测器9用于接收所述聚焦光信号；所述激光测量模块8分别与所述激光模组12和激光感应探测器9连接，所述激光测量模块8用于根据所述激光模组12发射所述发射光信号的时间及所述激光感应探测器9接收所述聚焦光信号的时间确定待测目标的距离信息。
所述光耦11对应所述待测目标设置，所述光耦11用于确定所述待测目标的位置信息；所述控制器10分别与所述激光测量模块9及光耦11连接，所述控制器10用于确定所述待测目标的距离与位置信息。
优选地，本发明旋转激光测距传感器还包括固定座5，所述固定座5中设置有所述转动装置、激光模组12、聚焦透镜7、激光感应探测器8、激光测量模块8及光耦11，且所述固定座5的下表面设置有所述控制器10，所述固定座5的上表面设置有所述反光装置，所述转动装置带动所述反光装置相对所述固定座5转动。
具体的，所述转动装置包括电机6、主动齿轮4及轴承3，所述轴承3设置在所述固定座5中，且与所述反光装置连接；所述主动齿轮4分别与所述反光装置和电机6连接；所述电机6通过所述主动齿轮4带动所述反光装置沿着所述轴承3转动，从而实现反光装置与固定座5中的控制器10其及其他部件(例如，聚焦透镜7等)的相关转动，进而实现对周围360°环境距离的测量。
本发明通过主动齿轮4带动旋转，既可以去掉滑环节省成本，又可以通过主动齿轮的旋转精确控制旋转角度，以此提高测距精度。
如图2所示，所述反光装置包括反光镜1及反光镜旋转支架2，所述反光镜1固定在所述反光镜旋转支架2上，且所述反光镜旋转支架2与所述转动装置连接。在本实施例中，所述反光镜旋转支架2分别与所述轴承3及主动齿轮4连接。优选地，所述反光镜与水平方向成45°夹角，但并不以此为限。
其中，所述反光镜旋转支架及固定座均为环形空心圆盘状结构，从而使得发射激光和接收激光均可从中穿过。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种旋转激光测距传感器，其特征在于，所述旋转激光测距传感器包括：
激光模组，用于发出发射光信号；
反光装置，设置在所述激光模组的发射光路上，用于将所述发射光信号反射到待测目标上，并接收来自待测目标的反射光信号；
转动装置，与所述反光装置连接，用于带动所述反光装置转动；
聚焦透镜，设置在所述反光装置的反射光路上，用于对所述反射光信号聚焦，得到聚焦光信号；
激光感应探测器，设置在所述聚焦透镜的聚焦光路上，用于接收所述聚焦光信号；
激光测量模块，分别与所述激光模组和激光感应探测器连接，用于根据所述激光模组发射所述发射光信号的时间及所述激光感应探测器接收所述聚焦光信号的时间确定待测目标的距离信息；
光耦，对应所述待测目标设置，用于确定所述待测目标的位置信息；
控制器，分别与所述激光测量模块及光耦连接，用于确定所述待测目标的距离与位置信息。
2.根据权利要求1所述的旋转激光测距传感器，其特征在于，所述旋转激光测距传感器包括：
固定座，所述固定座中设置有所述转动装置、激光模组、聚焦透镜、激光感应探测器、激光测量模块及光耦，且所述固定座的下表面设置有所述控制器，所述固定座的上表面设置有所述反光装置，所述转动装置带动所述反光装置相对所述固定座转动。
3.根据权利要求2所述的旋转激光测距传感器，其特征在于，所述转动装置包括电机、主动齿轮及轴承，所述轴承设置在所述固定座中，且与所述反光装置连接；所述主动齿轮分别与所述反光装置和电机连接；所述电机通过所述主动齿轮带动所述反光装置沿着所述轴承转动。
4.根据权利要求2所述的旋转激光测距传感器，其特征在于，所述反光装置包括反光镜及反光镜旋转支架，所述反光镜固定在所述反光镜旋转支架上，且所述反光镜旋转支架与所述转动装置连接。
5.根据权利要求4所述的旋转激光测距传感器，其特征在于，所述反光镜与水平方向成45°夹角。
6.根据权利要求4或5所述的旋转激光测距传感器，其特征在于，所述反光镜旋转支架及固定座均为环形空心圆盘状结构。
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