CN109154657A - 探测设备及可移动平台 - Google Patents

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CN109154657A CN201780029523.0A CN201780029523A CN109154657A CN 109154657 A CN109154657 A CN 109154657A CN 201780029523 A CN201780029523 A CN 201780029523A CN 109154657 A CN109154657 A CN 109154657A
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Abstract

一种探测设备及可移动平台。该探测设备通过将发光组件(11)和感光组件(12)设置在电路板(20)的第一面，将发光组件(11)对应的第一光学元件(23)和感光组件(12)对应的第二光学元件(24)设置在电路板(20)的第二面，电路板(20)设置有第一通孔(26)和第二通孔(27)，使得发光组件(11)发射的光信号依次通过第一通孔(26)和第一光学元件(23)射出，第二光学元件(24)接收到的目标对象反射的光信号通过第二通孔(27)到达感光组件(12)，探测设备的厚度为第一光学元件(23)和发光组件(11)之间的距离，第一光学元件(23)和发光组件(11)之间的距离已包括电路板(20)自身的厚度，即充分利用了电路板(20)自身的厚度，从而降低了探测设备的厚度，节省了探测设备在可移动平台上的安装空间。

Description

探测设备及可移动平台
技术领域
本发明实施例涉及测试技术领域，尤其涉及一种探测设备及可移动平台。
背景技术
通常情况下，可移动平台例如无人机、可移动机器人等需安装有探测设备，探测设备用于探测该可移动平台周围的目标对象(例如障碍物、追踪对象等)。
探测设备主要包括发光组件、感光组件、处理组件等部分。为了提高探测设备的探测性能，通常探测设备还包括光学元件例如透镜以提高光的利用率。现有技术中探测设备中的各个组件的安装位置关系导致探测设备的体积较大，不利用小型化。
发明内容
本发明实施例提供一种探测设备及可移动平台，以降低探测设备的体积，以及探测设备在可移动平台上占用的空间。
本发明实施例的第一方面是提供一种探测设备，包括：发光组件、感光组件、处理组件、第一光学元件、第二光学元件和电路板；其中，
发光组件、感光组件、处理组件设置在所述电路板，所述发光组件和所述感光组件分别与所述处理组件电连接；
所述发光组件和所述感光组件设置在所述电路板的第一面，所述第一光学元件和所述第二光学元件设置在所述电路板的第二面；
所述电路板设置有第一通孔和第二通孔，所述发光组件发射的光信号依次通过所述第一通孔和所述第一光学元件射出，由目标对象反射的光信号依次通过第二光学元件和第二通孔到达所述感光组件；
所述处理组件用于根据所述发光组件发射的光信号和所述感光组件接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息。
本发明实施例的第二方面是提供一种探测设备，包括：发光组件、感光组件、处理组件、第一光学元件、第二光学元件、电路板和第一屏蔽组件；其中，
发光组件、感光组件、处理组件设置在所述电路板，所述发光组件和所述感光组件分别与所述处理组件电连接；
所述发光组件用于发射光信号；
所述感光组件用于接收由目标对象反射的光信号；
所述处理组件用于根据所述发光组件发射的光信号和所述感光组件接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息；
第一屏蔽组件至少部分地覆盖感光组件或者至少部分地覆盖感光组件与处理组件之间的走线回路，用于减小电磁噪声对所述感光组件的干扰。
本发明实施例的第三方面是提供一种可移动平台，包括：
机身；
动力系统，安装在所述机身，用于提供动力；
如第一方面所述的探测设备，或者
如第二方面所述的探测设备。
本实施例提供的探测设备及可移动平台，通过将探测设备的发光组件和感光组件设置在电路板的第一面，将发光组件对应的第一光学元件和感光组件对应的第二光学元件设置在电路板的第二面，电路板设置有第一通孔和第二通孔，使得发光组件发射的光信号依次通过第一通孔和第一光学元件射出，第二光学元件接收到的目标对象反射的光信号通过第二通孔到达感光组件，探测设备的厚度为第一光学元件和发光组件之间的距离，第一光学元件和发光组件之间的距离已包括电路板自身的厚度，即充分利用了电路板自身的厚度，从而降低了探测设备的厚度，节省了探测设备在可移动平台上的安装空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例提供的探测设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的探测设备的截面示意图；
图3为本发明实施例提供的探测设备的截面示意图；
图4为本发明另一实施例提供的探测设备的截面示意图；
图5为本发明另一实施例提供的探测设备的俯视图；
图6为本发明另一实施例提供的探测设备的俯视图；
图7为本发明另一实施例提供的探测设备的截面示意图；
图8为本发明另一实施例提供的探测设备的截面示意图；
图9为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图10为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图11为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图12为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图13为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图14为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图15为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图16为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图17为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图；
图18为本发明实施例提供的无人机的结构图。
附图标记：
10-电路板 11-发光组件 12-感光组件
13-光学元件 14-光学元件 15-处理组件
20-电路板 21-发光组件 22-感光组件
23-第一光学元件 24-第二光学元件 25-处理组件
26-第一通孔 27-第二通孔 31-第一光学元件23的光轴
32-第一通孔 26的轴线 33-发光组件21的光轴
34-第二光学元件 24的光轴 35-第二通孔27的轴线
41-光信号 42-光信号 91-磁感线
92-磁感线 93-磁感线 101-第一屏蔽组件
111-第一屏蔽组件 121-第二屏蔽组件 131-偏压电路
141-第一屏蔽组件 151-第一屏蔽组件 161-第二屏蔽组件
171-第二屏蔽组件 1800-无人机
1807-电机 1806-螺旋桨 1817-电子调速器
1818-飞行控制器 1808-传感系统 1810-通信系统
1802-支撑设备 1804-拍摄设备 1812-地面站
1814-天线 1816-电磁波 1801-探测设备
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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
通常情况下，可移动平台例如无人机、可移动机器人等需安装有探测设备，探测设备用于探测该可移动平台周围的目标对象。探测设备包括任何通过发射光信号并接收由目标对象反射光信号来测量与目标对象关联的信息的探测设备。具体地，所述探测设备可以为TOF探测设备、激光探测设备等等。
以TOF探测设备为例，通常情况下，TOF探测设备包括发光组件、感光组件、处理组件等部分。其中，发光组件用于发射光信号，感光组件用于接收由目标对象反射的光信号，处理器组件用于根据发光组件发射的光信号和感光组件接收到的由目标对象反射的光信号，确定目标对象例如障碍物与该TOF探测设备之间的距离、目标对象相对于该TOF探测设备的位置、运动速度等信息。为了提高该TOF探测设备的探测性能，该TOF探测设备还包括光学元件例如透镜来提高光的利用率。如图1所示，10表示电路板例如印制电路板(PrintedCircuit Board，简称PCB)，11表示设置在电路板10上的发光组件例如发光二极管(LightEmitting Diode，简称LED)、激光二极管(Laser Diode，简称LD)等，12表示设置在电路板10上的感光组件例如光电二极管(Photo Diode，简称PD)、单光子雪崩二极管(Single PhotonAvalanche Diode，简称SPAD)等。13表示发光组件11对应的光学元件例如透镜，14表示感光组件12对应的光学元件例如透镜。以光学元件13和光学元件14的尺寸一致来进行示意性说明，TOF探测设备的厚度h可以看成是光学元件13与发光组件11之间的距离加上电路板10的厚度。
由图1可知，光学元件13和发光组件11、感光组件12和光学元件14设置在电路板的同一侧会导致光学元件13和光学元件13向外凸伸距离较大，这样会增大探测设备体积。另外，通常情况下，透镜的光圈越大，对光的利用率越高，TOF探测设备的探测性能越好。为了提高透镜的光圈，需要增大透镜的尺寸，采用如图1所示的部件设置关系将导致TOF探测设备的厚度进一步变大，从而导致TOF探测设备在可移动平台上占用较大的空间。为了解决该问题，本实施例提供了一种探测设备，下面结合具体的实施例来介绍该探测设备。
本发明实施例提供一种探测设备。图2为本发明实施例提供的探测设备的截面示意图，如图2所示，探测设备包括：电路板20、发光组件21、感光组件22、第一光学元件23、第二光学元件24和处理组件25。其中，发光组件21、感光组件22、处理组件25设置在电路板20，发光组件21和感光组件22分别与处理组件25电连接；发光组件21和感光组件22设置在电路板20的第一面，第一光学元件23和第二光学元件24设置在电路板20的第二面；电路板20设置有第一通孔26和第二通孔27，发光组件21发射的光信号依次通过第一通孔26和第一光学元件23射出，由目标对象反射的光信号依次通过第二光学元件24和第二通孔27到达感光组件22；处理组件25用于根据发光组件21发射的光信号和感光组件22接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息。
如图1所示，在光学元件13和光学元件14的尺寸一致的情况下，探测设备的厚度h可以看成是光学元件13与发光组件11之间的距离加上电路板10的厚度。如图2所示，H表示探测设备的厚度，在第一光学元件23和第二光学元件24的尺寸一致的情况下，探测设备的厚度H可以看成是第一光学元件23和发光组件21之间的距离，第一光学元件23和发光组件21之间的距离已包括电路板自身的厚度，充分利用了电路板自身的厚度，因此，H小于h。一般情况下，H比h可缩短1mm-3mm的厚度。
具体的，处理组件25根据发光组件21发射的光信号和感光组件22接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息，包括如下几种可行的实现方式：
一种可行的实现方式是：所述处理组件具体用于根据所述发光组件发射所述光信号的时间和所述感光组件接收到由目标对象反射的光信号的时间，确定与所述目标对象关联的信息。可选的，所述确定与所述目标对象关联的信息，包括如下至少一种：确定所述目标对象与所述探测设备之间的距离；确定所述目标对象相对于所述探测设备的位置信息；确定所述目标对象相对于所述探测设备的速度信息。
例如，该探测设备具体可以是TOF探测设备。发光组件21发射光信号的时间记为t1，发光组件21发射的光信号通过第一通孔26和第一光学元件23射出，当TOF探测设备周围存在目标对象例如障碍物时，目标对象可接收到发光组件21发射的光信号，并对该光信号进行反射。由目标对象反射的光信号可以通过第二光学元件24和第二通孔27被感光组件22接收，感光组件22接收到由目标对象反射的光信号的时间记为t2，处理组件25根据t1和t2之间的时间差，以及光速即可确定出目标对象与TOF探测设备之间的距离。另外，在其他实施例中，处理组件25还可以根据t1和t2确定出目标对象相对于TOF探测设备的位置信息或速度信息。
另一种可行的实现方式是：所述处理组件具体用于根据所述发光组件发射的所述光信号的相位和所述感光组件接收到的由目标对象反射的光信号的相位，确定与所述目标对象关联的信息。可选的，所述确定与所述目标对象关联的信息，包括如下至少一种：确定所述目标对象与所述探测设备之间的距离；确定所述目标对象相对于所述探测设备的位置信息；确定所述目标对象相对于所述探测设备的速度信息。
例如，发光组件21发射的光信号的相位记为P1，发光组件21发射的光信号通过第一通孔26和第一光学元件23射出，当探测设备周围存在目标对象例如障碍物时，目标对象可接收到发光组件21发射的光信号，并对该光信号进行反射。由目标对象反射的光信号可以通过第二光学元件24和第二通孔27被感光组件22接收，感光组件22接收到的由目标对象反射的光信号的相位记为P2，处理组件25根据P1和P2之间的相位差可确定出目标对象与探测设备之间的距离。另外，在其他实施例中，处理组件25还可以根据P1和P2确定出目标对象相对于探测设备的位置信息或速度信息。
在本实施例中，处理组件25可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序的处理器。或者，处理组件25还可以为一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。这些集成电路可以集成在一起，构成芯片。在某些实施例中，所述处理组件25可以是与发光组件21和感光组件22适配的专用处理器。
另外，处理组件25不仅可以确定与所述目标对象关联的信息，还可以有如下至少一种功能：给发光组件21供电、给感光组件22供电、对发光组件21进行控制例如控制发光组件21发射光信号的强度、频率等。
如图2所示，发光组件21和感光组件22可以设置在电路板20的背面，第一光学元件23和第二光学元件24设置在电路板20的正面，或者，发光组件21和感光组件22可以设置在电路板20的正面，第一光学元件23和第二光学元件24设置在电路板20的背面。
可选的，发光组件21包括如下至少一种：发光二极管LED、激光二极管LD。感光组件22包括如下至少一种：光电二极管PD、单光子雪崩二极管SPAD。第一光学元件23包括如下至少一种：平凸透镜、双凸透镜、透镜组合；第二光学元件24包括如下至少一种：平凸透镜、双凸透镜、透镜组合。
可选的，发光组件21和感光组件22贴合在电路板20的第一面。第一光学元件23和第二光学元件24贴合在电路板20的第二面。处理组件25贴合在电路板板20的第一面。电路板20具体可以是PCB。发光组件21、感光组件22和处理组件25具体可贴合在PCB的背面。
如图3所示，31表示第一光学元件23的光轴，32表示第一通孔26的轴线，33表示发光组件21的光轴。34表示第二光学元件24的光轴，35表示第二通孔27的轴线。
可选的，发光组件21的光轴33、第一通孔26的轴线32、以及第一光学元件23的光轴31基本重合。第二光学元件24的光轴34和第二通孔27的轴线35基本重合。
此外，在一些实施例中，探测设备可以只设置有第一光学元件23，也可以只设置有第二光学元件24，还可以同时设置有第一光学元件23和第二光学元件24。
本实施例通过将探测设备的发光组件和感光组件设置在电路板的第一面，将发光组件对应的第一光学元件和感光组件对应的第二光学元件设置在电路板的第二面，电路板设置有第一通孔和第二通孔，使得发光组件发射的光信号依次通过第一通孔和第一光学元件射出，第二光学元件接收到的目标对象反射的光信号通过第二通孔到达感光组件，在第一光学元件和第二光学元件尺寸一致的情况下，探测设备的厚度为第一光学元件和发光组件之间的距离，第一光学元件和发光组件之间的距离已包括电路板自身的厚度，即充分利用了电路板自身的厚度，从而降低了探测设备的厚度，节省了探测设备在可移动平台上的安装空间。
本发明实施例提供一种探测设备。图4为本发明另一实施例提供的探测设备的截面示意图；图5为本发明另一实施例提供的探测设备的俯视图；图6为本发明另一实施例提供的探测设备的俯视图。在上述实施例的基础上，可选的，第一通孔26和/或第二通孔27是圆柱通孔或者圆角矩形通孔。
图5为图4所示的探测设备的俯视图，若在图4中，第一通孔26和/或第二通孔27是圆柱通孔，则在如图5所示的俯视图中，第一通孔26和/或第二通孔27的孔面呈圆形。
图6为图4所示的探测设备的俯视图，若在图4中，第一通孔26和/或第二通孔27是圆角矩形通孔，则在如图6所示的俯视图中，第一通孔26和/或第二通孔27的孔面呈圆角矩形。
如图4所示，发光组件21发射的光信号中41所示的光信号容易被第一通孔26的孔壁阻挡而无法通过第一通孔26和第一光学元件23射出去。同理，对于第二光学元件24而言，由目标对象反射的光信号中42所示的光信号容易被探测设备阻挡而无法通过第二通孔27到达感光组件22。
在其他实施例中，可以对第一通孔26和/或第二通孔27进行改进，可选的，所述第一通孔的孔径沿着靠近所述发光组件的方向逐渐减小；或/及所述第二通孔的孔径沿着靠近所述感光组件的方向逐渐减小。
可选的，所述第一通孔的截面呈阶梯形；或/及所述第二通孔的截面呈阶梯形。
如图7所示，第一通孔26和第二通孔27的截面呈阶梯形，发光组件21发射的光信号中41所示的光信号可以通过第一通孔26和第一光学元件23射出去。同理，对于第二光学元件24而言，由目标对象反射的光信号中42所示的光信号可以通过第二通孔27到达感光组件22。
另外，第一通孔26的截面不限于阶梯形，还可以是别的形状，只要能使第一通孔26的孔径沿着靠近发光组件21的方向逐渐减小即可。同理，第二通孔27的截面也不限于阶梯形，还可以是别的形状，只要能使第二通孔27的孔径沿着靠近感光组件22的方向逐渐减小即可。
可选的，所述第一通孔的截面呈锥形；或/及所述第二通孔的截面呈锥形。
如图8所示，第一通孔26和第二通孔27的截面呈锥形，发光组件21发射的光信号中41所示的光信号可以通过第一通孔26和第一光学元件23射出去。同理，对于第二光学元件24而言，由目标对象反射的光信号中42所示的光信号可以通过第二通孔27到达感光组件22。
本实施例通过第一通孔的孔径沿着靠近发光组件的方向逐渐减小，或/及第二通孔的孔径沿着靠近感光组件的方向逐渐减小，使得发光组件发射的光信号中有更多的光信号可以通过第一通孔和第一光学元件射出去，或/及使得目标对象反射的光信号中有更多的光信号可以通过第二通孔到达感光组件，提高了光的利用率，从而提高了探测设备的探测性能。
本发明实施例提供一种探测设备。图9为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图。如图9所示，发光组件21在发射光信号时需要导通，即需要有电流从发光组件21的阳极流向发光组件21的阴极，可选的，发光组件21的阳极和发光组件21的阴极可以分别与处理组件25电连接，从而构成回路。
如图9所示，从发光组件21的阳极流向发光组件21的阴极的电流包括三个部分，分别标记为部分电流1、部分电流2和部分电流3。其中，部分电流1和部分电流2的电流方向相反，因此，部分电流1和部分电流2产生的感生磁场相互抵消，但是，部分电流3产生的感生磁场不会被抵消，根据电磁感应原理，部分电流3产生的感生磁场垂直于电路板20例如PCB板的表面，如图9所示，91、92、93分别表示磁感线。
同理，感光组件22的正极和负极也可以和处理组件25电连接构成回路。通常情况下，感光组件22会将其接收到的光信号转变成电信号例如电流，通过电信号例如电流的大小来表征感光组件22接收到的光信号的强弱。但是，通常情况下，由感光组件22接收到光信号后生成的电流值很小，一般在nA级别，因此，由感光组件22得到的光信号对应的电流信号极易受到电磁噪声干扰。
但是，从发光组件21的阳极流向发光组件21的阴极的电流中，部分电流3产生的感生磁场会在感光组件22的回路上产生感生电流，从而导致发光组件21产生的电磁噪声对感光组件22造成干扰。为了解决该问题，在上述实施例的基础上，探测设备还包括：第一屏蔽组件，第一屏蔽组件用于减小电磁噪声对感光组件的干扰。
可选的，所述第一屏蔽组件具体用于减小由所述发光组件产生的电磁噪声对所述感光组件的干扰。
可选的，所述第一屏蔽组件包括金属屏蔽罩。
所述第一屏蔽组件至少部分地覆盖感光组件或者至少部分地覆盖感光组件与处理组件之间的走线回路。
可选的，所述第一屏蔽组件设置在所述电路板的第一面。
如图10所示，探测设备还包括：第一屏蔽组件101，第一屏蔽组件101用于减小电磁噪声对感光组件22的干扰，具体的，第一屏蔽组件101用于减小由发光组件21产生的电磁噪声对感光组件22的干扰。第一屏蔽组件101覆盖在感光组件22的周围。可选的，第一屏蔽组件101接地。
可选的，第一屏蔽组件101包括金属屏蔽罩，金属屏蔽罩接地。另外，第一屏蔽组件101设置在电路板20的第一面，即第一屏蔽组件101和感光组件22设置在电路板20的同一面。
如图11所示，第一屏蔽组件111不仅覆盖了感光组件22，还覆盖了感光组件22和处理组件25之间的走线回路。可选的，第一屏蔽组件111接地。
可选的，第一屏蔽组件111包括金属屏蔽罩，金属屏蔽罩接地。另外，第一屏蔽组件111设置在电路板20的第一面，即第一屏蔽组件111和感光组件22设置在电路板20的同一面。
另外，在上述实施例的基础上，探测设备还包括：第二屏蔽组件，所述第二屏蔽组件至少部分地覆盖发光组件或者至少部分地覆盖发光组件与处理组件之间的走线回路。可选的，所述第二屏蔽组件包括金属屏蔽罩。可选的，所述第二屏蔽组件设置在所述电路板的第一面。
在图9、图10或图11的基础上，探测设备还包括第二屏蔽组件。
如图12所示，在图10的基础上，探测设备还包括第二屏蔽组件121，第二屏蔽组件121覆盖在发光组件21的周围。可选的，第二屏蔽组件121接地。
可选的，第二屏蔽组件121包括金属屏蔽罩，金属屏蔽罩接地。另外，第二屏蔽组件121设置在电路板20的同一面，即第二屏蔽组件121和发光组件21设置在电路板20的同一面。在其他实施例中，第二屏蔽组件121在覆盖发光组件21的同时，还可以覆盖发光组件21和处理组件25之间的走线回路。
本实施例通过在探测设备上增加第一屏蔽组件和/或第二屏蔽组件，以减小由发光组件产生的电磁噪声对感光组件的干扰，有效提高了感光组件生成的电信号的信噪比，从而提高了探测设备的探测性能。
本发明实施例提供一种探测设备。图13为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图。在上述实施例的基础上，如图9-图12所示，感光组件22的正极和负极分别与处理组件25电连接。感光组件22具体可以是光电二极管，光电二极管在反向电压的作用下工作。处理组件25给光电二极管的负极提供高电压，给光电二极管的正极提供低电压，以使光电二极管在反向电压的作用下工作。
处理组件25具体可以是一个或多个集成电路,集成电路可以集成在一起构成芯片，通常情况下，芯片对外提供的电压范围是有限的，对感光组件22的驱动能力不足，为了解决该问题，在本实施例中，探测设备还包括：偏压电路，所述偏压电路用于给所述感光组件提供偏置电压；所述感光组件的负极与所述偏压电路电连接，所述感光组件的正极与所述处理组件电连接。
在图9-图12任一图的基础上，探测设备包括该偏压电路。
如图13所示，在图12的基础上，探测设备还包括偏压电路131，偏压电路131用于给感光组件22提供偏置电压，可选的，感光组件22的负极与偏压电路131电连接，感光组件22的正极与处理组件25电连接。偏压电路131可以给感光组件22提供较大的偏置电压。
本实施例通过探测设备中的偏压电路给感光组件提供偏置电压，使得感光组件在较大的反向电压的作用下工作，提高了感光组件的感光性能。
本发明实施例提供一种探测设备。图14为本发明另一实施例提供的探测设备的结构图。在本实施例中，探测设备包括：发光组件、感光组件、处理组件、第一光学元件、第二光学元件、电路板和第一屏蔽组件；其中，发光组件、感光组件、处理组件设置在所述电路板，所述发光组件和所述感光组件分别与所述处理组件电连接；所述发光组件用于发射光信号；所述感光组件用于接收由目标对象反射的光信号；所述处理组件用于根据所述发光组件发射的光信号和所述感光组件接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息；第一屏蔽组件至少部分地覆盖感光组件或者至少部分地覆盖感光组件与处理组件之间的走线回路，用于减小电磁噪声对所述感光组件的干扰。
如图14所示，探测设备具体为TOF探测设备，该TOF探测设备包括：电路板10、发光组件11、感光组件12、光学元件13、光学元件14、处理组件15和第一屏蔽组件141，发光组件11、感光组件12和处理组件15设置在电路板10，发光组件11、感光组件12分别与处理组件15电连接。发光组件11用于发射光信号；感光组件12用于接收由目标对象反射的光信号；处理组件15用于根据发光组件11发射的光信号和感光组件12接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息。第一屏蔽组件141覆盖在感光组件12的周围，或者第一屏蔽组件141同时覆盖感光组件12、以及感光组件12与处理组件15之间的走线回路，以减小电磁噪声对感光组件12的干扰。
可选的，所述第一屏蔽组件具体用于减小由所述发光组件产生的电磁噪声对所述感光组件的干扰。即第一屏蔽组件141具体用于减小由发光组件11产生的电磁噪声对感光组件12的干扰。可选的，第一屏蔽组件141接地。第一屏蔽组件141包括金属屏蔽罩，该金属屏蔽罩接地。
如图15所示，探测设备包括：电路板20、发光组件21、感光组件22、第一光学元件23、第二光学元件24、处理组件25和第一屏蔽组件151，发光组件21、感光组件22和处理组件25设置在电路板20，发光组件21、感光组件22分别与处理组件25电连接。发光组件21用于发射光信号；感光组件22用于接收由目标对象反射的光信号；处理组件25用于根据发光组件21发射的光信号和感光组件22接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息。第一屏蔽组件151覆盖在感光组件22的周围，或者第一屏蔽组件151同时覆盖感光组件22、以及感光组件22与处理组件25之间的走线回路，以减小电磁噪声对感光组件22的干扰。
可选的，所述第一屏蔽组件具体用于减小由所述发光组件产生的电磁噪声对所述感光组件的干扰。即第一屏蔽组件151具体用于减小由发光组件21产生的电磁噪声对感光组件22的干扰。可选的，第一屏蔽组件151接地。第一屏蔽组件151包括金属屏蔽罩，该金属屏蔽罩接地。
另外，探测设备还包括：第二屏蔽组件，所述第二屏蔽组件至少部分地覆盖发光组件或者至少部分地覆盖发光组件与处理组件之间的走线回路。
如图16所示，在图14的基础上，探测设备还包括第二屏蔽组件161，第二屏蔽组件161覆盖在发光组件11的周围，或者第二屏蔽组件161同时覆盖发光组件11、以及发光组件11与处理组件15之间的走线回路，以减小电磁噪声对感光组件的干扰。具体减小由发光组件11产生的电磁噪声对感光组件12的干扰。可选的，第二屏蔽组件161接地。第二屏蔽组件161包括金属屏蔽罩，该金属屏蔽罩接地。
如图17所示，在图15的基础上，探测设备还包括第二屏蔽组件171，第二屏蔽组件171覆盖在发光组件21的周围，或者第二屏蔽组件171同时覆盖发光组件21、以及发光组件21与处理组件25之间的走线回路，以减小电磁噪声对感光组件的干扰。具体减小由发光组件21产生的电磁噪声对感光组件22的干扰。可选的，第二屏蔽组件171接地。第二屏蔽组件171包括金属屏蔽罩，该金属屏蔽罩接地。
可选的，所述发光组件和所述感光组件设置在所述电路板的第一面，所述第一光学元件和所述第二光学元件设置在所述电路板的第二面；所述电路板设置有第一通孔和第二通孔，所述发光组件发射的光信号依次通过所述第一通孔和所述第一光学元件射出，由目标对象反射的光信号依次通过第二光学元件和第二通孔到达所述感光组件。
如图15或17所示，发光组件21和感光组件22设置在电路板20的第一面，第一光学元件23和第二光学元件24设置在电路板20的第二面；电路板20设置有第一通孔26和第二通孔27，发光组件21发射的光信号依次通过第一通孔26和第一光学元件23射出，由目标对象反射的光信号依次通过第二光学元件24和第二通孔27到达感光组件22。
可选的，所述发光组件和所述感光组件贴合在所述电路板的第一面，所述第一光学元件和所述第二光学元件贴合在所述电路板的第二面。
如图15或17所示，可选的，发光组件21和感光组件22贴合在电路板20的第一面。第一光学元件23和第二光学元件24贴合在电路板20的第二面。处理组件25贴合在电路板板20的第一面。电路板20具体可以是PCB。发光组件21、感光组件22和处理组件25具体可贴合在PCB的背面。
可选的，所述发光组件的光轴、所述第一通孔的轴线、以及所述第一光学元件的光轴基本重合。可选的，所述第二光学元件的光轴和所述第二通孔的轴线基本重合。
如图15或17所示，发光组件21的光轴、第一通孔26的轴线、以及第一光学元件23的光轴基本重合。第二光学元件24的光轴和第二通孔27的轴线基本重合。
可选的，所述第一通孔的孔径沿着靠近所述发光组件的方向逐渐减小；或/及所述第二通孔的孔径沿着靠近所述感光组件的方向逐渐减小。具体如图7或8所示，此处不再赘述。
本实施例通过在探测设备上增加第一屏蔽组件，以减小由发光组件产生的电磁噪声对感光组件的干扰，有效提高了感光组件生成的电信号的信噪比，从而提高了探测设备的探测性能。
本发明实施例提供一种可移动平台，该可移动平台包括：机身、动力系统、以及如上述实施例所述的探测设备。其中，动力系统安装在所述机身，用于提供动力。该探测设备的具体实现方式和结构与上述实施例一致，此处不再赘述。可选的，所述可移动平台包括无人机。
本发明实施例提供一种无人机。图18为本发明实施例提供的无人机的结构图，如图18所示，无人机1800包括：机身、动力系统、飞行控制器1818和探测设备1801，所述动力系统包括如下至少一种：电机1807、螺旋桨1806和电子调速器1817，动力系统安装在所述机身，用于提供飞行动力；飞行控制器1818与所述动力系统通讯连接，用于控制所述无人机飞行。
探测设备1801的具体实现方式和结构均与上述实施例所述的探测设备一致，此处不再赘述。
另外，如图18所示，无人机1800还包括：传感系统1808、通信系统1810、支撑设备1802、拍摄设备1804，其中，支撑设备1802具体可以是云台，通信系统1810具体可以包括接收机，接收机用于接收地面站1812的天线1814发送的无线信号，1816表示接收机和天线1814通信过程中产生的电磁波。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (38)

1.一种探测设备，其特征在于，包括：发光组件、感光组件、处理组件、第一光学元件、第二光学元件和电路板；其中，
发光组件、感光组件、处理组件设置在所述电路板，所述发光组件和所述感光组件分别与所述处理组件电连接；
所述发光组件和所述感光组件设置在所述电路板的第一面，所述第一光学元件和所述第二光学元件设置在所述电路板的第二面；
所述电路板设置有第一通孔和第二通孔，所述发光组件发射的光信号依次通过所述第一通孔和所述第一光学元件射出，由目标对象反射的光信号依次通过第二光学元件和第二通孔到达所述感光组件；
所述处理组件用于根据所述发光组件发射的光信号和所述感光组件接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息。
2.根据权利要求1所述的探测设备，其特征在于，所述处理组件具体用于根据所述发光组件发射所述光信号的时间和所述感光组件接收到由目标对象反射的光信号的时间，确定与所述目标对象关联的信息。
3.根据权利要求1所述的探测设备，其特征在于，所述处理组件具体用于根据所述发光组件发射的所述光信号的相位和所述感光组件接收到的由目标对象反射的光信号的相位，确定与所述目标对象关联的信息。
4.根据权利要求1-3任一项所述的探测设备，其特征在于，所述确定与所述目标对象关联的信息，包括如下至少一种：
确定所述目标对象与所述探测设备之间的距离；
确定所述目标对象相对于所述探测设备的位置信息；
确定所述目标对象相对于所述探测设备的速度信息。
5.根据权利要求1-4任一项所述的探测设备，其特征在于，所述发光组件和所述感光组件贴合在所述电路板的第一面。
6.根据权利要求1-5任一项所述的探测设备，其特征在于，所述第一光学元件和所述第二光学元件贴合在所述电路板的第二面。
7.根据权利要求1-6任一项所述的探测设备，其特征在于，所述发光组件包括如下至少一种：
发光二极管LED、激光二极管LD。
8.根据权利要求1-7任一项所述的探测设备，其特征在于，所述感光组件包括如下至少一种：
光电二极管PD、单光子雪崩二极管SPAD。
9.根据权利要求1-8任一项所述的探测设备，其特征在于，所述第一光学元件包括如下至少一种：
平凸透镜、双凸透镜、透镜组合；
所述第二光学元件包括如下至少一种：
平凸透镜、双凸透镜、透镜组合。
10.根据权利要求1-9任一项所述的探测设备，其特征在于，所述发光组件的光轴、所述第一通孔的轴线、以及所述第一光学元件的光轴基本重合。
11.根据权利要求1-10任一项所述的探测设备，其特征在于，所述第二光学元件的光轴和所述第二通孔的轴线基本重合。
12.根据权利要求1-11任一项所述的探测设备，其特征在于，所述第一通孔的孔径沿着靠近所述发光组件的方向逐渐减小；或/及
所述第二通孔的孔径沿着靠近所述感光组件的方向逐渐减小。
13.根据权利要求12所述的探测设备，其特征在于，所述第一通孔的截面呈阶梯形；或/及
所述第二通孔的截面呈阶梯形。
14.根据权利要求12所述的探测设备，其特征在于，所述第一通孔的截面呈锥形；或/及
所述第二通孔的截面呈锥形。
15.根据权利要求1-11任一项所述的探测设备，其特征在于，所述第一通孔和/或所述第二通孔是圆柱通孔或者圆角矩形通孔。
16.根据权利要求1-15任一项所述的探测设备，其特征在于，所述处理组件贴合在所述电路板的第一面。
17.根据权利要求1-16任一项所述的探测设备，其特征在于，还包括：
第一屏蔽组件，所述第一屏蔽组件用于减小电磁噪声对所述感光组件的干扰。
18.根据权利要求17所述的探测设备，其特征在于，所述第一屏蔽组件具体用于减小由所述发光组件产生的电磁噪声对所述感光组件的干扰。
19.根据权利要求17或18所述的探测设备，其特征在于，所述第一屏蔽组件包括金属屏蔽罩。
20.根据权利要求17-19任一项所述的探测设备，其特征在于，所述第一屏蔽组件至少部分地覆盖感光组件或者至少部分地覆盖感光组件与处理组件之间的走线回路。
21.根据权利要求17-20任一项所述的探测设备，其特征在于，所述第一屏蔽组件设置在所述电路板的第一面。
22.根据权利要求1-21任一项所述的探测设备，其特征在于，还包括：
第二屏蔽组件，所述第二屏蔽组件至少部分地覆盖发光组件或者至少部分地覆盖发光组件与处理组件之间的走线回路。
23.根据权利要求22所述的探测设备，其特征在于，所述第二屏蔽组件包括金属屏蔽罩。
24.根据权利要求22或23所述的探测设备，其特征在于，所述第二屏蔽组件设置在所述电路板的第一面。
25.根据权利要求1-24任一项所述的探测设备，其特征在于，所述感光组件的正极和负极分别与所述处理组件电连接。
26.根据权利要求1-24任一项所述的探测设备，其特征在于，还包括：
偏压电路，所述偏压电路用于给所述感光组件提供偏置电压；
所述感光组件的负极与所述偏压电路电连接，所述感光组件的正极与所述处理组件电连接。
27.一种探测设备，其特征在于，包括：发光组件、感光组件、处理组件、第一光学元件、第二光学元件、电路板和第一屏蔽组件；其中，
发光组件、感光组件、处理组件设置在所述电路板，所述发光组件和所述感光组件分别与所述处理组件电连接；
所述发光组件用于发射光信号；
所述感光组件用于接收由目标对象反射的光信号；
所述处理组件用于根据所述发光组件发射的光信号和所述感光组件接收到的由目标对象反射的光信号，确定与所述目标对象关联的信息；
第一屏蔽组件至少部分地覆盖感光组件或者至少部分地覆盖感光组件与处理组件之间的走线回路，用于减小电磁噪声对所述感光组件的干扰。
28.根据权利要求27所述的探测设备，其特征在于，所述第一屏蔽组件具体用于减小由所述发光组件产生的电磁噪声对所述感光组件的干扰。
29.根据权利要求27或28所述的探测设备，其特征在于，所述第一屏蔽组件包括金属屏蔽罩。
30.根据权利要求27-29任一项所述的探测设备，其特征在于，还包括：
第二屏蔽组件，所述第二屏蔽组件至少部分地覆盖发光组件或者至少部分地覆盖发光组件与处理组件之间的走线回路。
31.根据权利要求30所述的探测设备，其特征在于，所述第二屏蔽组件包括金属屏蔽罩。
32.根据权利要求27-31任一项所述的探测设备，其特征在于，所述发光组件和所述感光组件设置在所述电路板的第一面，所述第一光学元件和所述第二光学元件设置在所述电路板的第二面；
所述电路板设置有第一通孔和第二通孔，所述发光组件发射的光信号依次通过所述第一通孔和所述第一光学元件射出，由目标对象反射的光信号依次通过第二光学元件和第二通孔到达所述感光组件。
33.根据权利要求32所述的探测设备，其特征在于，所述发光组件和所述感光组件贴合在所述电路板的第一面，所述第一光学元件和所述第二光学元件贴合在所述电路板的第二面。
34.根据权利要求27-33任一项所述的探测设备，其特征在于，所述发光组件的光轴、第一通孔的轴线、以及所述第一光学元件的光轴基本重合。
35.根据权利要求27-34任一项所述的探测设备，其特征在于，所述第二光学元件的光轴和第二通孔的轴线基本重合。
36.根据权利要求27-35任一项所述的探测设备，其特征在于，第一通孔的孔径沿着靠近所述发光组件的方向逐渐减小；或/及
第二通孔的孔径沿着靠近所述感光组件的方向逐渐减小。
37.一种可移动平台，其特征在于，包括：
机身；
动力系统，安装在所述机身，用于提供动力；
如权利要求1-26任一项所述的探测设备，或者
如权利要求27-36任一项所述的探测设备。
38.根据权利要求37所述的可移动平台，其特征在于，所述可移动平台包括无人机。
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