CN108873003A - 一种基于无线控制的激光测距传感装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无线控制的激光测距传感装置,包括：壳体、测距传感器、继电器、差分放大器、低筒滤波器、中央处理器、无线接收器、显示器，其中壳体上水平或垂直嵌置伸缩杆，且将测距传感器设置在伸缩杆内；所述无线接收器，用于接收遥控信号；所述中央处理器，根据遥控信号输出控制信号至继电器，由测距传感器对准目标发射激光脉冲并根据目标返回的散射光时间获得电信号；所述差分放大器对电信号进行放大后，由低通滤波器对放大后的电信号进行降噪处理并输入中央处理器；所述中央处理器，根据低通滤波器输出的电信号分析获得目标距离值，并控制显示。本发明利用结构上的改进，增加了光线传输的稳定性，使得测距功能更加完善，提高装置的实用性。

Description

一种基于无线控制的激光测距传感装置
技术领域
本发明涉及一种基于无线控制的激光测距传感装置，属于测距设备的技术领域。
背景技术
目前，测距传感器应用于众多领域，按分类分为超声波测距传感器、激光测距传感器
、红外线测距传感器及24GHZ雷达传感器。
其中，超声波测距传感器原理：超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质，24GHZ雷达传感器RFbeam或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。
激光测距传感器工作原理：激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。激光传感器必须极其精确地测定传输时间，因为光速太快。
红外线测距传感器工作原理：红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，经过处理之后，通过数字传感器接口返回到机器人主机，机器人即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化，在自动化领域的广泛用途。
尽管现有技术中存在多种测距传感器，但不同的测距传感器对应用环境要求高，如高温、多灰尘环境以及平面镜的反射光都会影响激光传感器测距正常工作，出现采集数据不准确的情况。
对此，对于测距传感器作出改进。如在申请号：201610894315.4 申请日：2016-10-13的文件中，提供一种扫描测距传感器，包括旋转部件和固定部件。旋转部件位于外侧并围绕固定部件旋转。旋转部件包括至少三个测距单元，每个测距单元包括光发射模块、光接收模块、安装结构件及信号处理电路。固定部件包括底座及信号接收单元。无线供电模块，包括发射线圈和接收线圈，分别安装于固定部件和旋转部件，藉由线圈之间的磁耦合来传递电能。相比于现有技术，本发明融合了诸如三角测距、相位测距和脉冲测距等多种方式，从而能充分发挥不同类型的测距单元各自的最佳测距范围，使测距传感器在近距离、中距离和远距离均实现较高精度的距离测量。此外，本发明采用无线供电模块替代现有技术中的滑环连接方式，可提高测距频率和使用寿命。
而在申请号：201510079602.5 申请日：2015-02-13的文件中，公开了一种激光测距传感器，包括基座、激光发射器、扫描单元、图像处理单元、数据处理单元；所述扫描单元包括一与所述基座连接的电机和与所述电机相连的棱镜，所述电机固定在所述基座上；所述棱镜与所述电机同步旋转，反射扫描所述激光发射器发出的光束；所述图像处理单元包括一普通CCD图像传感器和一柱凹镜；所述数据处理单元与所述电机相连，记录所述棱镜旋转的角度信息。相对于传统的激光测距传感器而言，该激光测距传感器的测量精度和灵敏度更高、体积更小、质量更轻、成本更低、工作寿命更长，在低成本智能消费领域有很大的应用价值。
尽管上述文献对测距传感器作出改进，使得其可以的测量精度和灵敏度更高，但仍然存在不足。现有的测距传感器容易受外界环境的影响，导致测量精度降低，且无法实现测量过程中的遥控作用，使得测距传感器处于持续工作状态，增加能耗，导致测距传感器的使用寿命缩短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于无线控制的激光测距传感装置，解决现有的测距传感器容易受外界环境的影响，导致测量精度降低，且无法实现测量过程中的遥控作用，使得测距传感器处于持续工作状态，增加能耗的问题。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种基于无线控制的激光测距传感装置,包括：壳体、测距传感器、继电器、差分放大器、低筒滤波器、中央处理器、无线接收器、显示器，其中壳体上水平或垂直嵌置伸缩杆，且将测距传感器设置在伸缩杆内；所述无线接收器，用于接收遥控信号；所述中央处理器，根据遥控信号输出控制信号至继电器，由测距传感器在继电器闭合时对准目标发射激光脉冲并根据目标返回的散射光时间获得电信号；所述差分放大器对电信号进行放大后，由低通滤波器对放大后的电信号进行降噪处理并输入中央处理器；所述中央处理器，根据低通滤波器输出的电信号分析获得目标距离值，并控制显示器将所得目标距离值显示。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述伸缩杆的底部设置转轴，所述伸缩杆的一端通过转轴可转动的设置在壳体上。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述伸缩杆在壳体表面的转动角度为0至180度。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述测距传感器可拆卸地设置在伸缩杆内。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述无线接收器采用蓝牙接收器。
进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述中央处理器采用单片机。
本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：
本发明的基于无线控制的激光测距传感装置，通过对装置结构做出改进，将测距传感器设置在壳体内，且壳体内嵌入伸缩杆，使得传感器可以设置在伸缩杆内，利用伸缩杆可以使得测距传感器的测量光束有效与外界环境隔离，能快速准确的完成测量，避免外界环境的影响，使得测量精度有效提高，并且在测量过程中可以通过无线接收器接收来自外部的遥控信号，并根据该信号控制继电器的闭合或断开，由测距传感器在继电器闭合时对准目标发射激光脉冲并根据目标返回的散射光时间获得电信号，通过放大和降噪处理输入中央处理器，根据低通滤波器输出的电信号分析获得目标距离值，利用结构上的改进，增加了光线传输的稳定性，使得激光测距准确性提高，灵敏度增强，测距功能更加完善，提高装置的实用性。可解决现有的测距传感器容易受外界环境的影响，导致测量精度降低，且无法实现测量过程中的遥控作用，使得测距传感器处于持续工作状态，增加能耗的问题。
附图说明
图1为本发明基于无线控制的激光测距传感装置的模块示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
如图1所示，本发明设计了一种基于无线控制的激光测距传感装置,包括：壳体、测距传感器、继电器、差分放大器、低筒滤波器、中央处理器、无线接收器、显示器，其中壳体上水平或垂直嵌置伸缩杆，且将测距传感器设置在伸缩杆内；所述无线接收器，用于接收遥控信号；所述中央处理器，根据遥控信号输出控制信号至继电器，由测距传感器在继电器闭合时对准目标发射激光脉冲并根据目标返回的散射光时间获得电信号；所述差分放大器对电信号进行放大后，由低通滤波器对放大后的电信号进行降噪处理并输入中央处理器；所述中央处理器，根据低通滤波器输出的电信号分析获得目标距离值，并控制显示器将所得目标距离值显示。
优选地，在本装置中，所述伸缩杆的底部设置转轴，所述伸缩杆的一端通过转轴可转动的设置在壳体上。通过该种方式，使得伸缩杆的一端可以沿着壳体表面转动，通过转动改变测距传感器的测量对准方向，增加灵活性。进一步地，所述伸缩杆在壳体表面的转动角度为0至180度。在该范围内，使得伸缩杆可以与壳体平行或垂直或倾斜的设置在壳体上。
并且，本装置中，优选将所述测距传感器可拆卸地设置在伸缩杆内。使得测距传感器便于拆卸和安装。
本发明装置的工作原理是：将测距传感器设置在壳体内，且壳体内嵌入伸缩杆，使得传感器可以设置在伸缩杆内，利用伸缩杆的转动可以使得测距传感器对准不同的方向并且测量光束有效与外界环境隔离。在测量过程中可以通过无线接收器接收来自外部的遥控信号，并根据该信号控制继电器的闭合或断开，在继电器闭合时，由测距传感器在继电器闭合时对准目标发射激光脉冲并根据目标返回的散射光时间获得电信号，通过放大和降噪处理输入中央处理器，中央处理器根据低通滤波器输出的电信号分析获得目标距离值，并控制显示器将所得目标距离值显示，而在无线接收器未接受到遥控信号时，继电器处于断开状态，装置电路不导通，不进入工作状态，由此节约能耗，并且能快速准确的完成测量，避免外界环境的影响，使得测量精度有效提高。
所述无线接收器采用蓝牙接收器。蓝牙接收器用来连接外部的蓝牙设备，具有蓝牙信号的接收和发送功能,利用蓝牙的短距离传输功能，可靠的实现信号接收。
以及，所述中央处理器采用单片机，如80C51型单片机，属于MCS-51系列单片机，其结构是8048的延伸，增加了如乘、除、减、比较、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。采用40引脚双列直插式DIP，内有128个RAM单元及4K的ROM。有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4个8位并行输入口。内部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接，本系统中采用12MHz的晶振频率。可以实现高效快速的数据处理，提高运行速度。
综上，本发明根据低通滤波器输出的电信号分析获得目标距离值，利用结构上的改进，增加了光线传输的稳定性，使得测距功能更加完善，提高装置的实用性。可解决现有的测距传感器容易受外界环境的影响，导致测量精度降低，且无法实现测量过程中的遥控作用，使得测距传感器处于持续工作状态，增加能耗的问题。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种基于无线控制的激光测距传感装置,其特征在于，包括：壳体、测距传感器、继电器、差分放大器、低筒滤波器、中央处理器、无线接收器、显示器，其中壳体上水平或垂直嵌置伸缩杆，且将测距传感器设置在伸缩杆内；所述无线接收器，用于接收遥控信号；所述中央处理器，根据遥控信号输出控制信号至继电器，由测距传感器在继电器闭合时对准目标发射激光脉冲并根据目标返回的散射光时间获得电信号；所述差分放大器对电信号进行放大后，由低通滤波器对放大后的电信号进行降噪处理并输入中央处理器；所述中央处理器，根据低通滤波器输出的电信号分析获得目标距离值，并控制显示器将所得目标距离值显示。
2.根据权利要求1所述基于无线控制的激光测距传感装置，其特征在于：所述伸缩杆的底部设置转轴，所述伸缩杆的一端通过转轴可转动的设置在壳体上。
3.根据权利要求2所述基于无线控制的激光测距传感装置，其特征在于：所述伸缩杆在壳体表面的转动角度为0至180度。
4.根据权利要求1所述基于无线控制的激光测距传感装置，其特征在于：所述测距传感器可拆卸地设置在伸缩杆内。
5.根据权利要求1所述基于无线控制的激光测距传感装置，其特征在于：所述无线接收器采用蓝牙接收器。
6.根据权利要求1所述基于无线控制的激光测距传感装置，其特征在于：所述中央处理器采用单片机。
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