CN108051796A - 一种基于tof的小型化同轴式激光雷达系统 - Google Patents
一种基于tof的小型化同轴式激光雷达系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108051796A CN108051796A CN201711480691.XA CN201711480691A CN108051796A CN 108051796 A CN108051796 A CN 108051796A CN 201711480691 A CN201711480691 A CN 201711480691A CN 108051796 A CN108051796 A CN 108051796A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- module
- type laser
- laser radar
- system based
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 238000002366 time-of-flight method Methods 0.000 abstract description 17
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
- G01S7/4812—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver transmitted and received beams following a coaxial path
Abstract
本发明涉及民用二维激光雷达装置，具体涉及一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，包含扫描反射镜、扫描平台、TR镜、激光发射模组、电源、信号处理板、激光接收模组，含编码盘、和雪崩二极管APD，其中激光发射模组包含脉冲式激光二极管PLD、准直透镜；激光接收模组105包含伽利略望远系统、窄带滤光片。该装置是利用脉冲激光飞行时间法进行激光测距的二维激光雷达，具有结构简单，布局紧凑，小型化的特点，通过二维扫描形式二维点云图，可广泛应用于扫地机器人、AGV服务机器人。
Description
技术领域
本发明涉及民用二维激光雷达装置，具体涉及一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统。
背景技术
激光雷达广泛应用于扫描检测目标障碍物或生成空间物体的点云数据，作为一种高精度的传感器广泛应用于扫地机器人、AVG商用服务机器人等领域。
以目前市场上的2D激光雷达为例，介绍了2D激光雷达的大体组成和工作原理，即激光二极管发射一束激光，经过目标反射后，被激光接收器接收，激光接收器准确测量光脉冲从激光发射到激光接收之间的时间，在乘以光束就可测出背景目标与传感器之间的距离。
现有的2D激光雷达有三角测距、相位式测距、TOF测距，其中TOF测距具有测程远，方位分辨率高等特点，但目前市面基于TOF测距的激光雷达多采用发射与接收相互平行方式，由于孔径效应具有一定的盲区，本文提出一种紧凑布局的小型化同轴式激光雷达有效解决该问题。
发明内容
本发明的目的是本文提出一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达，有效解决激光发接收为平行光轴所带来的孔径效应问题，可充分发挥TOF测程远、角分别率高的特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，其特征在于：包括有扫描反射镜、扫描平台、TR镜、激光发射模组、电源、信号处理板、激光接收模组、雪崩二极管APD，所述扫描平台包含编码盘、光电开关、平台结构件；所述激光发射模组包含脉冲式激光二极管PLD、准直透镜；所述信号处理板包含信号放大模块、AD转换模块、时间比较器、微处理芯片、外围器件。
优选的，所述扫描平台所采用的电机为中空无刷电机。
优选的，所述TR镜采用平面反射镜中间镂空方式。
优选的，所述激光发射模组包含脉冲式激光二极管PLD，且其脉冲频率不低于18KHz,其峰值脉冲功率不低于50W。
优选的，所述激光接收模组包含伽利略望远系统、窄带滤光片、聚光透镜，其中窄带滤波片的带宽小于10nm；
优选的，所述激光接收模组包含的伽利略望远系统的倍率控制在2-3倍。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：该种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，其中激光发生器射出激光通过TR棱镜在45°反射镜上反射出去，电机安装在底座上，光学反射镜通过电机360°旋转，激光发射到周围360°范围，激光遇到物体反射激光，反射的激光被反射镜接受，反射到TR棱镜，TR棱镜反射到光学透镜，光学透镜聚焦打在接受的雪崩二极管上，能够有效解决激光发接收为平行光轴所带来的孔径效应问题，可充分发挥TOF测程远、角分别率高的特点，本能够更有效的利用空间，结构紧凑，能实现高速、高分辨率，近中远扫面，由于为同轴式结构，可以有效的解决孔径效应，消除测距盲区，同时可调节光路，测距具有更高的准确性，动平衡调节，高频率具有更小的转矩。
附图说明
图1为一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统组成示意图；
图2为一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统原理示意图。
图中：101-扫描反射镜；102-扫描平台；103-TR镜；104-激光发射模组；105-电源；106-信号处理板；107-激光接收模组；108-雪崩二极管APD。
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。
请参照图1-2，一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，包括有扫描反射镜101、扫描平台102、TR镜103、激光发射模组104、电源105、信号处理板106、激光接收模组107、雪崩二极管APD108，所述扫描平台102包含编码盘、光电开关、平台结构件；所述激光发射模组104包含脉冲式激光二极管PLD、准直透镜；所述信号处理板106包含信号放大模块、AD转换模块、时间比较器、微处理芯片、外围器件，能够有效解决激光发接收为平行光轴所带来的孔径效应问题，可充分发挥TOF测程远、角分别率高的特点。
进一步的，所述扫描平台102所采用的电机为中空无刷电机。
进一步的，所述TR镜103采用平面反射镜中间镂空方式。
进一步的，所述激光发射模组104包含脉冲式激光二极管PLD，且其脉冲频率不低于18KHz,其峰值脉冲功率不低于50W。
进一步的，所述激光接收模组107包含伽利略望远系统、窄带滤光片、聚光透镜，其中窄带滤波片的带宽小于10nm。
进一步的，所述激光接收模组107包含的伽利略望远系统的倍率控制在2-3倍。
工作原理：本发明激光发生器模组104射出激光通过TR镜103在45°扫描反射镜101上反射出去，电机安装在底座上，光学反射镜通过电机360°旋转，激光发射到周围360°范围，激光遇到物体反射激光，反射的激光被反射镜接受，反射到TR棱镜，TR棱镜反射到光学透镜，光学透镜聚焦打在接受的雪崩二极管APD108上，利用脉冲激光飞行时间法进行激光测距的二维激光雷达，进行工作。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，其特征在于：包括有扫描反射镜（101）、扫描平台（102）、TR镜（103）、激光发射模组（104）、电源（105）、信号处理板（106）、激光接收模组（107）、雪崩二极管APD（108），
所述扫描平台（102）包含编码盘、光电开关、平台结构件；
所述激光发射模组（104）包含脉冲式激光二极管PLD、准直透镜；
所述信号处理板（106）包含信号放大模块、AD转换模块、时间比较器、微处理芯片、外围器件。
2.根据权利要求1所述的一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，其特征在于：所述扫描平台（102）所采用的电机为中空无刷电机。
3.根据权利要求1所述的一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，其特征在于：所述TR镜（103）采用平面反射镜中间镂空方式。
4.根据权利要求1所述的一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，其特征在于：所述激光发射模组（104）包含脉冲式激光二极管PLD，且其脉冲频率不低于18KHz,其峰值脉冲功率不低于50W。
5.根据权利要求1所述的一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，其特征在于：所述激光接收模组（107）包含伽利略望远系统、窄带滤光片、聚光透镜，其中窄带滤波片的带宽小于10nm。
6.根据权利要求1和5所述的一种基于TOF的小型化同轴式激光雷达系统，其特征在于：所述激光接收模组（107）包含的伽利略望远系统的倍率控制在2-3倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711480691.XA CN108051796A (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种基于tof的小型化同轴式激光雷达系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711480691.XA CN108051796A (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种基于tof的小型化同轴式激光雷达系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108051796A true CN108051796A (zh) | 2018-05-18 |
Family
ID=62129140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711480691.XA Pending CN108051796A (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 一种基于tof的小型化同轴式激光雷达系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108051796A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108957484A (zh) * | 2018-09-11 | 2018-12-07 | 山东莱恩光电科技股份有限公司 | 一种agv小车激光扫描安全保护装置 |
| CN109375231A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-02-22 | 维沃移动通信有限公司 | 一种深度信息获取装置、终端设备及深度信息获取方法 |
| CN109387844A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-02-26 | 武汉万集信息技术有限公司 | 扫描式激光雷达 |
| CN110262504A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-09-20 | 吉林大学 | 一种结构可调的多激光雷达耦合系统及其控制方法 |
| CN111024053A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-04-17 | 武汉大学 | 一种凸球面镜反射的激光扫描数据获取与解算方法 |
| CN113900077A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-07 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 激光雷达发射装置、激光雷达装置及电子设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5006721A (en) * | 1990-03-23 | 1991-04-09 | Perceptron, Inc. | Lidar scanning system |
| CN106324582A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-01-11 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种基于时间飞行法的激光雷达系统 |
| CN107015237A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-04 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种回波探测光学系统 |
| CN206546432U (zh) * | 2016-10-28 | 2017-10-10 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种基于时间飞行法的激光雷达光学系统 |
-
2017
- 2017-12-29 CN CN201711480691.XA patent/CN108051796A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5006721A (en) * | 1990-03-23 | 1991-04-09 | Perceptron, Inc. | Lidar scanning system |
| CN106324582A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-01-11 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种基于时间飞行法的激光雷达系统 |
| CN206546432U (zh) * | 2016-10-28 | 2017-10-10 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种基于时间飞行法的激光雷达光学系统 |
| CN107015237A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-04 | 深圳市镭神智能系统有限公司 | 一种回波探测光学系统 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108957484A (zh) * | 2018-09-11 | 2018-12-07 | 山东莱恩光电科技股份有限公司 | 一种agv小车激光扫描安全保护装置 |
| CN108957484B (zh) * | 2018-09-11 | 2023-09-19 | 山东莱恩光电科技股份有限公司 | 一种agv小车激光扫描安全保护装置 |
| CN109387844A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-02-26 | 武汉万集信息技术有限公司 | 扫描式激光雷达 |
| CN109375231A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-02-22 | 维沃移动通信有限公司 | 一种深度信息获取装置、终端设备及深度信息获取方法 |
| CN110262504A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-09-20 | 吉林大学 | 一种结构可调的多激光雷达耦合系统及其控制方法 |
| CN110262504B (zh) * | 2019-07-02 | 2021-06-01 | 吉林大学 | 一种结构可调的多激光雷达耦合系统及其控制方法 |
| CN111024053A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-04-17 | 武汉大学 | 一种凸球面镜反射的激光扫描数据获取与解算方法 |
| CN113900077A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-07 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 激光雷达发射装置、激光雷达装置及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108051796A (zh) | 一种基于tof的小型化同轴式激光雷达系统 | |
| CN207557465U (zh) | 基于转镜的激光雷达系统 | |
| CN106338725A (zh) | 一种用于低成本激光测距的光学模组 | |
| US11860276B2 (en) | Method of operating a coordinate measurement device | |
| CN100394211C (zh) | 多频同步调制激光测距方法与装置 | |
| JP2016510415A (ja) | マルチモード光学測定機器と作動方法 | |
| CN108445467A (zh) | 一种扫描激光雷达系统 | |
| CN101900806B (zh) | 一种用于机载激光雷达滚动角偏差实时补偿的方法与装置 | |
| CN109001713A (zh) | 测距精度校准系统 | |
| AU2020103665A4 (en) | Low-altitude Light Small Area Array LiDAR Measuring System | |
| CN206331180U (zh) | 一种具有空心轴的激光扫描装置 | |
| CN210038146U (zh) | 测距模组、测距装置及可移动平台 | |
| CN210142187U (zh) | 一种距离探测装置 | |
| US10310085B2 (en) | Photonic integrated distance measuring pixel and method of distance measurement | |
| CN107430193B (zh) | 距离测量仪器 | |
| CN206546432U (zh) | 一种基于时间飞行法的激光雷达光学系统 | |
| CN203720351U (zh) | 精确测定物体角度和角速度的激光雷达测量仪 | |
| US20200292667A1 (en) | Object detector | |
| JP2016212098A (ja) | 焦点調整機構を有するスキャナ・トラッカ複合装置 | |
| CN209514054U (zh) | 基于tof的小型化同轴式激光雷达系统 | |
| CN113296079B (zh) | 一种远距离光电探测系统 | |
| CN113189565A (zh) | 一种基于旋转多面镜的激光雷达控制系统及其实现方法 | |
| CN208520990U (zh) | 激光雷达 | |
| WO2020147121A1 (zh) | 雨量测量方法、探测装置、可读存储介质 | |
| CN220491038U (zh) | 一种多点激光测距装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180518 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |