CN109828255A - 一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法 - Google Patents

一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109828255A
CN109828255A CN201711183409.1A CN201711183409A CN109828255A CN 109828255 A CN109828255 A CN 109828255A CN 201711183409 A CN201711183409 A CN 201711183409A CN 109828255 A CN109828255 A CN 109828255A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotary part
position instruction
time period
preset time
control circuit
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.)
Granted
Application number
CN201711183409.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109828255B (zh
Inventor
王泮义
王庆飞
韩劭纯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Wanji Photoelectric Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Wanji Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Wanji Technology Co Ltd filed Critical Beijing Wanji Technology Co Ltd
Priority to CN201711183409.1A priority Critical patent/CN109828255B/zh
Publication of CN109828255A publication Critical patent/CN109828255A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109828255B publication Critical patent/CN109828255B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明的实施例公开了一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法,该扫描激光雷达装置中,旋转部件旋转的过程中,位置识别部件对位置指示结构进行识别,确定出旋转部件的旋转速度,结合角分辨率计算进行激光检测的预设时间段。激光检测部件根据预设时间段进行激光检测。该扫描激光雷达装置将位置识别部件跟随电机旋转,而位置指示结构固定不转,通过位置识别部件直接获取旋转部件的旋转速度和旋转部件所处的位置和角度,实现角度同步,只需要旋转部件对非旋转部件的单向数据传输,简化硬件电路设计,节约了设备空间,降低了对位置识别部件的设计要求和设计难度,降低整机成本。

Description

一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法
技术领域
本发明实施例涉及激光检测技术领域,尤其是涉及一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法。
背景技术
随着激光技术的不断发展,激光雷达在各个领域得到了越来越广泛的应用,对激光雷达发展提出了越来越高的要求。其中,以小型化、集成化、大视场、低成本为主要的技术要求。在360°扫描视场的激光雷达领域,由于激光检测模组需要整体旋转,因此对模组的供电、通信及角度同步提出了新的挑战,而同时需要兼顾集成化和低成本。
为解决上述问题,在实现本发明实施例的过程中,发明人发现现有的扫描激光雷达由于需要采用码盘和编码器的方式,码盘与旋转部件安装在一起,编码器与非旋转部件安装在一起。为了实现检测角度同步,需要将编码器信息传递给旋转部件,通过这种双向通信实现检测和角度的同步,这种能够实现检测和角度同步的扫描激光雷达设计复杂,成本较高,实现检测和角度同步的过程方法较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何解决现有的实现检测和角度同步的扫描激光雷达设计复杂,成本较高,实现检测和角度同步的过程方法较为复杂的问题。
针对以上技术问题,本发明的实施例提供了一种扫描激光雷达装置,包括非旋转部件、旋转部件、位置识别部件、激光检测部件和至少一个位置指示结构;
所述位置指示结构设置在所述非旋转部件上;
所述位置识别部件设置在所述旋转部件上,且在所述旋转部件旋转的过程中,所述位置识别部件能对所述位置指示结构进行识别;
所述激光检测部件设置在所述旋转部件上,在所述旋转部件旋转的过程中进行激光检测;
其中,在所述旋转部件旋转的过程中,实时检测所述旋转部件的旋转速度;获取预先设定的所述激光检测部件进行激光检测的角分辨率,根据所述旋转速度和所述角分辨率计算所述激光检测部件每次进行激光检测的时间间隔,作为预设时间段;所述激光检测部件以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段进行所述激光检测。
可选地,所述非旋转部件位于所述旋转部件下方,所述位置识别部件随所述旋转部件旋转形成的轨迹在所述非旋转部件所在的平面上形成投影曲线,所述旋转部件的旋转轴在所述平面上的投影为投影中心点;
所述位置指示结构分布在所述投影曲线上;
每相邻的两个位置指示结构所在的点形成的以所述投影中心点为顶点的角为预设角度。
可选地,所述位置指示结构为凸台、凹台或者刻线;
所述位置识别部件为光电开关、穿透式编码器或者反射式编码器。
可选地,还包括电机、设置在所述非旋转部件上的第一控制电路板、设置在所述旋转部件顶部随所述旋转部件旋转的第二控制电路板;
所述电机固定在所述非旋转部件上,用于带动所述旋转部件旋转;
所述第一控制电路板用于为所述电机提供电能,控制所述电机带动所述旋转部件按照预设转速旋转;
所述第二控制电路板用于接收所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的识别信息,根据每次接收到的所述识别信息的间隔时间段,计算所述旋转速度;根据所述旋转速度和所述角分辨率计算所述预设时间段,将所述预设时间段发送至所述激光检测部件。
可选地,所述激光检测部件包括无线供电模组、发光模组、接收模组和无线通信模组;
所述无线供电模组通过无线供电技术从所述第一控制电路板接收电能,为所述发光模组、所述接收模组、所述无线通信模组和所述位置识别部件提供电能;
所述无线通信模组用于接收所述第二控制电路板发送的所述预设时间段,所述发光模组和所述接收模组按照所述预设时间段进行激光检测。
第二方面,本发明的实施例提供了一种基于上述的扫描激光雷达装置进行检测和角度同步的检测方法,包括:
在所述旋转部件旋转的过程中,所述位置识别部件对所述位置指示结构进行识别,并将每次识别到所述位置指示结构的识别信息传输至所述第二控制电路板;
所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,根据每次接收到所述识别信息的时间间隔和所述角度分辨率确定所述预设时间段,并将所述预设时间段发送至所述无线通信模组;
所述无线通信模组接收到所述预设时间段后,控制所述发光模组以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组;
所述无线通信模组将所述检测结果传输至所述第一控制电路板,通过所述第一控制电路板输出所述检测结果。
可选地,所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,根据每次接收到所述识别信息的时间间隔和所述角度分辨率确定所述预设时间段,并将所述预设时间段发送至所述无线通信模组,包括:
所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,生成第一脉冲信号,根据所述第一脉冲信号,通过公式计算所述旋转速度;
根据所述旋转速度和所述角分辨率,通过公式T=A/(360×V)计算所述预设时间段,以任一所述第一脉冲信号的边缘对应的时间点为起点,生成一个第二脉冲信号,以该第二脉冲信号所在的时间点为起点,每隔所述预设时间段生成一个新的第二脉冲信号,将生成的所有第二脉冲信号发送至所述无线通信模组,相邻的两个第二脉冲信号之间的时间间隔即为所述预设时间段;
其中,V为所述旋转部件的旋转速度,N为设置在所述非旋转部件上的位置指示结构的个数,A为所述角分辨率,T为所述预设时间段,每一所述第一脉冲信号对应一个所述位置指示结构,ti为接收到第i个第一脉冲信号距接收到第i-1个第一脉冲信号的时间间隔,且t1=0。
可选地,所述无线通信模组接收到所述预设时间段后,控制所述发光模组以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组,包括:
所述无线通信模组接收到第二脉冲信号后,控制所述发光模组在每一第二脉冲信号所在的时间点发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组。
可选地,还包括:
所述第一控制电路板按照预先设定的旋转速度控制所述电机带动所述旋转部件旋转,并生成所述无线供电模组的使能控制信号,以为所述位置识别部件、所述发光模组、所述接收模组、所述无线通信模组和所述第二控制电路板提供电能;
所述第一控制电路板接收到所述检测结果后,通过外部接口将所述检测结果发送至预设的上位机。
本发明的实施例提供了一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法,该扫描激光雷达装置包括非旋转部件、旋转部件、位置识别部件、激光检测部件和至少一个位置指示结构。旋转部件相对于静止的非旋转部件旋转的过程中,随着旋转部件旋转的位置识别部件对设置在非旋转部件上的位置指示结构进行识别,通过位置识别部件每次识别到位置指示结构的时间间隔能够确定出旋转部件真实的旋转速度,并结合角分辨率计算每次进行激光检测的时间间隔,即预设时间段。激光检测部件以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段进行激光检测。该扫描激光雷达装置通过将位置识别部件跟随电机旋转,而位置指示结构固定不转,旋转部件可以通过位置识别部件直接获取旋转部件的旋转速度和旋转部件所处的位置和角度信息,实现角度同步,只需要旋转部件对非旋转部件的单向数据传输,简化硬件电路设计,节约了设备空间,通过对位置识别部件输出的识别信息和检测的角度分辨率进行处理,降低了对位置识别部件的设计要求和设计难度,降低整机成本。
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,下面将对实施例或现有技术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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的扫描激光雷达装置的结构示意图;
图2是本发明另一个实施例提供的进行检测和角度同步的检测方法的流程示意图;
图3是本发明另一个实施例提供的第一脉冲信号和第二脉冲信号的示意图;
图4是本发明另一个实施例提供的基于扫描激光雷达的检测与角度同步的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。
图1是本实施例提供的一种扫描激光雷达装置的结构示意图,参见图1,该扫描激光雷达装置包括非旋转部件101、旋转部件102、位置识别部件103、激光检测部件和至少一个位置指示结构104;
所述位置指示结构104设置在所述非旋转部件101上;
所述位置识别部件103设置在所述旋转部件102上,且在所述旋转部件102旋转的过程中,所述位置识别部件103能对所述位置指示结构104进行识别;
所述激光检测部件设置在所述旋转部件102上,在所述旋转部件102旋转的过程中进行激光检测;
其中,在所述旋转部件102旋转的过程中,实时检测所述旋转部件102的旋转速度;获取预先设定的所述激光检测部件进行激光检测的角分辨率,根据所述旋转速度和所述角分辨率计算所述激光检测部件每次进行激光检测的时间间隔,作为预设时间段;所述激光检测部件以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段进行所述激光检测。
需要说明的是,通常非旋转部件101是位于旋转部件下方且对旋转部件102具有支撑作用的结构。位置指示结构104设置在非旋转部件101上,在旋转部件102旋转的过程中,位置识别部件103能够对位置指示结构104进行识别。位置识别部件103的个数可以是一个也可以是多个,本实施例对此不做具体限制。可理解的是,非旋转部件上设置的位置指示结构用于标记旋转结构转过的角度,已根据旋转结构转过的角度和角度分辨率确定激光检测部件进行激光检测的时间点,因此,位置指示结构可以设置在旋转结构的底部,也可以设置在其它位置,例如,在旋转结构的顶部固定该位置指示结构,本实施例对此不做具体限制,只要能够通过该位置指示结构精确定位旋转结构转过的角度即可。
需要说明的是,虽然可以控制旋转部件102的转速,但为了更加精确的表征旋转部件102的转速,以提高进行激光检测的精度,本实施例提供的方法需要对旋转部件102实际的旋转速度进行实施检测。旋转速度可以通过安装在旋转部件102上的速度传感器感应得到,也可以通过本实施例中的位置识别部件103和位置指示结构104的结合计算得到。角分辨率指的是激光检测部件每相邻两次进行激光检测的角度间隔,例如,每1度进行一次激光检测。
例如,本实施例中的位置指示结构104有N个,那么检测到第N+1次识别到位置指示结构则说明旋转部件102旋转一周,则根据第1次识别到位置指示结构到第N+1次识别到位置指示结构所用的时间即可得到旋转部件旋转一圈所用的时间,即旋转周期T1,则旋转速度V=1/T1。若设置了多个位置指示结构,例如,某两个位置识别结构相对于旋转结构的转轴之间的角度为α,且位置识别部件识别出这两个位置识别结构的时间间隔为T2,则旋转速度V=α/(360×T2)。
例如,角分辨率为A,则激光检测部件进行激光检测的时间间隔为T=A/(360×V)。激光检测部件以位置识别部件某一次识别到位置指示结构为时间起点,每经过预设时间段T发射激光进行激光检测,即实现了角分辨率为A的激光检测。本实施例提供的方法实时检测旋转部件的旋转速度,并以经过某一位置指示结构的时间点为起点,实现了对旋转角度的精确定位。
该扫描激光雷达装置通过位置指示结构和位置识别部件能够确定出旋转部件的旋转速度并能对旋转部件转过的角度进行定位,从而确定每次进行激光检测的时间点,实现方法简单。且该扫描激光雷达装置不需要在旋转部件和非旋转部件上设置码盘和编码器从而进行双向通信,简化了扫描激光雷达的结构,降低了成本。
本实施例提供了一种扫描激光雷达装置,该扫描激光雷达装置包括非旋转部件、旋转部件、位置识别部件、激光检测部件和至少一个位置指示结构。旋转部件相对于静止的非旋转部件旋转的过程中,随着旋转部件旋转的位置识别部件对设置在非旋转部件上的位置指示结构进行识别,通过位置识别部件每次识别到位置指示结构的时间间隔能够确定出旋转部件真实的旋转速度,并结合角分辨率计算每次进行激光检测的时间间隔,即预设时间段。激光检测部件以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段进行激光检测。该扫描激光雷达装置通过将位置识别部件跟随电机旋转,而位置指示结构固定不转,旋转部件可以通过位置识别部件直接获取旋转部件的旋转速度和旋转部件所处的位置和角度信息,实现角度同步,只需要旋转部件对非旋转部件的单向数据传输,简化硬件电路设计,节约了设备空间,通过对位置识别部件输出的识别信息和检测的角度分辨率进行处理,降低了对位置识别部件的设计要求和设计难度,降低整机成本。
更进一步地,在上述实施例的基础上,所述非旋转部件位于所述旋转部件下方,所述位置识别部件随所述旋转部件旋转形成的轨迹在所述非旋转部件所在的平面上形成投影曲线,所述旋转部件的旋转轴在所述平面上的投影为投影中心点;
所述位置指示结构分布在所述投影曲线上;
每相邻的两个位置指示结构所在的点形成的以所述投影中心点为顶点的角为预设角度。
如图1所示,非旋转部件101作为支撑旋转部件102的支撑结构,位置识别部件设置在投影曲线的正上方,避免了位置识别部件对某个位置指示结构的漏检。需要说明的是,当位置指示结构104有多个时,可以使得分布在投影曲线上的位置指示结构104均匀分布,即每相邻的两个位置指示结构所在的点形成的以所述投影中心点为顶点的角均为预设角度。例如,预设角度为90度,位置指示结构为4个。
本实施例提供了一种扫描激光雷达装置,该扫描激光雷达装置的非旋转部件上的位置指示结构均匀设置,便于通过任意两个位置指示结构计算旋转部件的旋转速度,提高了计算的旋转速度的准确率。
更进一步地,在上述各实施例的基础上,所述位置指示结构为凸台、凹台或者刻线;
所述位置识别部件为光电开关、穿透式编码器或者反射式编码器。
需要说明的是,凸台可以是和非旋转部件一体成型的结构,也可以是单独的安装部件,本实施例对此不做具体限制。位置识别部件处了可以上述的光电开关、穿透式编码器或者反射式编码器之外,还可以是摄像头,本实施例对此不做具体限制。
本实施例提供了一种扫描激光雷达装置,该扫描激光雷达装置的位置指示结构为设置在非旋转部件上的凸台、凹台或者刻线,位置识别部件为光电开关、穿透式编码器或者反射式编码器,部件容易获取,结构简单,易于成型。
更进一步地,在上述各实施例的基础上,如图1所示,还包括电机105、设置在所述非旋转部件上的第一控制电路板106、设置在所述旋转部件顶部随所述旋转部件旋转的第二控制电路板107;
所述电机105固定在所述非旋转部件上,用于带动所述旋转部件102旋转;
所述第一控制电路板106用于为所述电机105提供电能,控制所述电机105带动所述旋转部件102按照预设转速旋转;
所述第二控制电路板107用于接收所述位置识别部件103识别到所述位置指示结构104的识别信息,根据每次接收到的所述识别信息的间隔时间段,计算所述旋转速度;根据所述旋转速度和所述角分辨率计算所述预设时间段,将所述预设时间段发送至所述激光检测部件。
第一控制电路板101为底部的主控电路板,用于驱动电机使得旋转部件102按照预设转速进行转动。第二控制电路板107和位置识别部件103连接,用于记录位置识别部件103每次识别到位置指示结构104的时间点,从而计算出旋转部件102的旋转速度。同时,第二控制电路板107还可以根据旋转速度和角度分辨率计算出激光检测部件进行激光检测的预设时间段,从而使得激光检测部件每隔预设时间段进行激光检测.
本实施例提供了一种扫描激光雷达装置,该扫描激光雷达装置通过电机驱动旋转部件转动,通过第二控制电路板实现旋转速度的计算,并确定进行激光检测的预设时间段,通过第一控制电路板实现对旋转部件的控制,实现了进行检测和角度同步的检测。
更进一步地,在上述各实施例的基础上,如图1所示,所述激光检测部件包括无线供电模组1081、发光模组1082、接收模组1083和无线通信模组1084;
所述无线供电模组1081通过无线供电技术从所述第一控制电路板106接收电能,为所述发光模组1082、所述接收模组1083、所述无线通信模组1084和所述位置识别部件103提供电能;
所述无线通信模组用于接收所述第二控制电路板发送的所述预设时间段,所述发光模组和所述接收模组按照所述预设时间段进行激光检测。
由于顶部的第二控制电路板107是360°旋转的状态,因此不能采用直接连线的方式给其供电,因此采用现有常用的无线供电技术对其供电,无线供电模组1081也受控于底部的第一控制电路板106,电机105转速稳定和,底部的第一控制电路板106使能无线供电模组1081,对第二控制电路板107进行供电。
本实施例提供的扫描激光雷达装置,该扫描激光雷达装置通过无线供电技术实现了旋转部件和非旋转部件之间的供电和信号的传输,使得扫描激光雷达装置的结构更为简单。
第二方面,基于上述扫描激光雷达装置,本实施例提供了进行检测和角度同步的检测方法,如图2所示,该方法包括:
201:在所述旋转部件旋转的过程中,所述位置识别部件对所述位置指示结构进行识别,并将每次识别到所述位置指示结构的识别信息传输至所述第二控制电路板;
202:所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,根据每次接收到所述识别信息的时间间隔和所述角度分辨率确定所述预设时间段,并将所述预设时间段发送至所述无线通信模组;
203:所述无线通信模组接收到所述预设时间段后,控制所述发光模组以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组;
204:所述无线通信模组将所述检测结果传输至所述第一控制电路板,通过所述第一控制电路板输出所述检测结果。
本实施例提供的基于上述扫描激光雷达装置进行检测和角度同步的检测方法中,扫描激光雷达装置包括非旋转部件、旋转部件、位置识别部件、激光检测部件和至少一个位置指示结构。旋转部件相对于静止的非旋转部件旋转的过程中,随着旋转部件旋转的位置识别部件对设置在非旋转部件上的位置指示结构进行识别,通过位置识别部件每次识别到位置指示结构的时间间隔能够确定出旋转部件真实的旋转速度,并结合角分辨率计算每次进行激光检测的时间间隔,即预设时间段。激光检测部件以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段进行激光检测。该扫描激光雷达装置通过将位置识别部件跟随电机旋转,而位置指示结构固定不转,旋转部件可以通过位置识别部件直接获取旋转部件的旋转速度和旋转部件所处的位置和角度信息,实现角度同步,只需要旋转部件对非旋转部件的单向数据传输,简化硬件电路设计,节约了设备空间,通过对位置识别部件输出的识别信息和检测的角度分辨率进行处理,降低了对位置识别部件的设计要求和设计难度,降低整机成本。
更进一步地,在上述实施例的基础上,所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,根据每次接收到所述识别信息的时间间隔和所述角度分辨率确定所述预设时间段,并将所述预设时间段发送至所述无线通信模组,包括:
所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,生成第一脉冲信号,根据所述第一脉冲信号,通过公式计算所述旋转速度;
根据所述旋转速度和所述角分辨率,通过公式T=A/(360×V)计算所述预设时间段,以任一所述第一脉冲信号的边缘对应的时间点为起点,生成一个第二脉冲信号,以该第二脉冲信号所在的时间点为起点,每隔所述预设时间段生成一个新的第二脉冲信号,将生成的所有第二脉冲信号发送至所述无线通信模组,相邻的两个第二脉冲信号之间的时间间隔即为所述预设时间段;
其中,V为所述旋转部件的旋转速度,N为设置在所述非旋转部件上的位置指示结构的个数,A为所述角分辨率,T为所述预设时间段,每一所述第一脉冲信号对应一个所述位置指示结构,ti为接收到第i个第一脉冲信号距接收到第i-1个第一脉冲信号的时间间隔,且t1=0。
如图3示出了第一脉冲信号和第二脉冲信号的示意图,如图3所示,在旋转部件旋转一周的时间T1中进行激光检测的次数为360/A,即在T1中包括了360/A个第二脉冲信号。
更进一步地,在上述各实施例的基础上,所述无线通信模组接收到所述预设时间段后,控制所述发光模组以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组,包括:
所述无线通信模组接收到第二脉冲信号后,控制所述发光模组在每一第二脉冲信号所在的时间点发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组。
本实施例提供的基于上述扫描激光雷达装置进行检测和角度同步的检测方法,该方法限定了旋转速度和激光检测部件进行激光检测的时间间隔的计算方法,通过该方法可以实现预设时间段的快速计算,通过脉冲信号对激光检测进行有效的控制。
更进一步地,在上述各实施例的基础上,还包括:
所述第一控制电路板按照预先设定的旋转速度控制所述电机带动所述旋转部件旋转,并生成所述无线供电模组的使能控制信号,以为所述位置识别部件、所述发光模组、所述接收模组、所述无线通信模组和所述第二控制电路板提供电能;
所述第一控制电路板接收到所述检测结果后,通过外部接口将所述检测结果发送至预设的上位机。
本实施例提供的基于上述扫描激光雷达装置进行检测和角度同步的检测方法,
需要说明的是,上位机可以是诸如手机、电脑等设备,通过上位机显示检测结果。
本实施例提供了基于上述扫描激光雷达装置进行检测和角度同步的检测方法,该方法中第一控制电路板将检测结果发送至上位机,以通过上位机显示检测结果,实现了检测结果的可视化。
作为一种更为具体的实施例,如图1所示,本实施例提供的扫描激光雷达装置包括非旋转部件101,用于对旋转部件102的结构支撑和旋转控制;位置指示结构104,用于对旋转部件102的位置和角度指示;电机105,用于连接非旋转部件101和旋转部件102,使旋转部件102稳定旋转;旋转部件,根据旋转部件所处的角度位置进行距离检测;位置识别部件103,与位置指示结构104配合,检测位置指示结构104的角度,并提供角度位置信号;其中,位置指示结构104固定不转,而位置识别部件103跟随电机105旋转。
其中,位置指示结构104是凸台或者刻线,其数量至少为N,N≥1,位置指示结构104在360°范围内可以是均匀分布,也可以是非均匀分布。位置识别部件103是穿透式或反射式的编码器或光电开关,检测到位置指示结构后,将产生电平变化,产生第一脉冲信号,非旋转部件101作为底部安装板,其上设置有第一控制电路板106作为底部主控电路板。底部控制电路板提供电机旋转和无线供电模组的使能控制信号,并获得无线通信模组传输距离信息,通过外部接口,发送给电脑或者上位机设备。随着旋转部件一起旋转的部件包括顶部的第二控制电路板107、无线供电模组1081、无线通信模组1084、激光的发光模组1082、激光的接收模组1083。其中,无线供电模组,受控于底部控制电路板,为旋转部件供电;所述无线通信模组,将旋转部件的信息传输给非旋转部件;所述激光发光模组,受控于顶部控制电路板,将激光投射到被测物体上;所述激光接收模组,与顶部控制电路板(第二控制电路板)连接,将被测物体的漫反射回波信号进行放大处理,并获得激光飞行的时间,顶部控制电路板与旋转部件连接,根据位置识别部件的信息进行处理,获得角度控制脉冲(第二脉冲信号),控制激光发光模组和激光接收模组的工作,获取距离信息,并将距离信息(检测结果)通过无线通信模组传输给底部电路板。
例如,如图1所示,该扫描激光雷达装置包括:非旋转部件101、位置指示结构104、电机105、位置识别部件103、旋转部件102。其中,非旋转部件101作为对旋转结构102的结构支撑的结构件,还包括对旋转部件102进行控制的第二控制电路板107,用于对旋转部件的结构支撑和旋转控制。
其中,位置指示结构104是与非旋转部件101中的支撑结构件相连接的,其与支撑结构件可以是一个整体,也可以是独立的。
电机105由第一控制电路板106提供电源和控制信号,当第一控制电路板106发出电机105转速控制信号时,电机以设定的转速稳定旋转。
位置识别部件103的供电是由旋转部件102的顶部的第二控制电路板107提供,位置识别部件103与位置指示结构104相配合。位置识别部件103可以是穿透式的编码器、反射式编码器、光电开关。位置指示结构104根据位置识别部件103的不同而匹配改变,当位置识别部件103检测到位置指示结构104时,会发生电平变化,形成检测脉冲(第一脉冲信号)发送给顶部主控电路板(第二控制电路板107)。
旋转部件102中包括无线供电模组1081、无线通信模组1084、发光模组1082、接收模组1083、顶部主控电路板,其中,
无线供电模组1081受控于底部主控电路板(第一控制电路板106),为与旋转部件102连接的位置识别部件103、发光模组1082、接收模组1083、无线通信模组1084提供电能。
无线通信模组1084,信号发射端与顶部主控电路板连接,信号接收端与底部主控电路板113连接,顶部主控电路板获取的数据信息通过无线通信模组1084传输给顶部主控电路板。
由于旋转部件102处于360°旋转状态,因此通过无线供电和无线通信供电和信息传输。
发光模组1082和接收模组1083,可以是单线模组,也可以是多线模组。
顶部主控电路板的作用是从位置识别部件103获取旋转部件102的位置角度信息,控制发光模组1082和接收模组1083完成激光检测获取距离信息(检测结果),并将距离信息通过无线通信模组1084发送给底部主控电路板。
本实施例还提供基于上述扫描激光雷达的检测与角度同步的方法,如图4所示,用于提供的扫描式激光雷达测距设备的测距方法包括:
S1、底部主控电路板(第一控制电路板)获取预先设定的电机转速信息,并根据转速信息调整输出电机转速控制信号,使电机达到预定的速度(预设转速);
S2、底部主控电路板开启无线供电使能信号,使顶部主控电路板(第二控制电路板)和位置识别部件获得电能;
S3、顶部主控电路板获取位置识别部件输出的第一脉冲信号,并通过定时器,计算旋转部件的转速(旋转速度);
S4、顶部主控电路获取预先设定的角度分辨率,计算并存储所需的激光检测周期(预设时间段);
S5、顶部主控电路板根据位置识别部件识别的位置指示结构的时间,输出以第一脉冲的信号边沿为基准,与其同步的且周期为检测周期的第二脉冲信号;
S6、顶部主控电路板以第二脉冲信号的每个脉冲的边沿为基准,控制发光模组与接收模组,完成激光检测,并记录检测距离(检测结果);
S7、顶部主控电路板将检测距离值通过无线通信传输给底部电路板;
S8、底部电路板将收到的距离值进行重新组包,通过对外接口发出。
具体来说,步骤S1中,底板电路板是固定不转的,并且可以通过外部接口与外部设备连接,因此转速信息时存储在底板电路板中,底板电路板读取转速信息并使电机工作,电机使旋转部件旋转15;
步骤S2中,由于顶部电路板是360°旋转的状态,因此采用无线供电技术对其供电,无线供电模组也受控于底部电路板,电机转速稳定和,底部电路板使能无线供电模组,对顶部电路板进行供电;
步骤S3中,虽然电机以一定的转速旋转,但是实际转速与设定转速之间仍然存在偏差,由于位置识别部件与旋转部件的连接,通过读取位置识别部件输出的第一脉冲信号(如图3所示的第一脉冲信号)的个数,当位置指示结构有N个,那么检测到N+1个第一脉冲信号,则说明旋转部件旋转一圈,顶板主控电路板通过定时,获取旋转部件旋转一圈的时间为T1,那么电机转速V=1/T1
步骤S4中,角分辨率A是扫描激光雷达的固有指标,其反应激光雷达两次测量之间的角度偏差,顶板主控电路板根据角度分辨率A和实际电机转速V,可以计算得激光发光模组的发光周期T(如图3中的第二脉冲信号)为T=A/(360×V);
步骤S5中,以第一脉冲信号的边缘为基准,重新生成周期为T的第二脉冲信号,用于控制激光发光模组发光的实际信号,由于第二脉冲信号以第一脉冲信号边缘为基准,第一脉冲信号是通过对位置指示结构的检测而获得,位置识别部件是固定位置的设计,因此实现了扫描激光雷达的检测与角度的同步,旋转部件每转一圈获得的检测数据,每个角度下,都是相同的位置。
步骤S6~S8中,以第二脉冲信号为基准进行激光检测,并通过无线通信模组152,传输给底部电路板,底部电路板进行距离转换和重新组包,将测距数据发出。
本实施例提供的基于上述扫描激光雷达装置进行检测和角度同步的检测方法,通过将位置识别部件跟随电机旋转,而位置指示结构固定不转,旋转部件可以通过位置识别部件直接获取电机转速和旋转部件所处的位置和角度信息,实现角度同步,只需要旋转部件对非旋转部件的单向数据传输,简化硬件电路设计,节约了设备空间,通过对位置识别部件输出的角度检测信息和检测角度分辨率的处理方法,降低对位置指示结构的设计要求和设计难度,降低整机成本。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明,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的实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种扫描激光雷达装置,其特征在于,包括非旋转部件、旋转部件、位置识别部件、激光检测部件和至少一个位置指示结构;
所述位置指示结构设置在所述非旋转部件上;
所述位置识别部件设置在所述旋转部件上,且在所述旋转部件旋转的过程中,所述位置识别部件能对所述位置指示结构进行识别;
所述激光检测部件设置在所述旋转部件上,在所述旋转部件旋转的过程中进行激光检测;
其中,在所述旋转部件旋转的过程中,实时检测所述旋转部件的旋转速度;获取预先设定的所述激光检测部件进行激光检测的角分辨率,根据所述旋转速度和所述角分辨率计算所述激光检测部件每次进行激光检测的时间间隔,作为预设时间段;所述激光检测部件以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段进行所述激光检测。
2.根据权利要求1所述的扫描激光雷达装置,其特征在于,所述非旋转部件位于所述旋转部件下方,所述位置识别部件随所述旋转部件旋转形成的轨迹在所述非旋转部件所在的平面上形成投影曲线,所述旋转部件的旋转轴在所述平面上的投影为投影中心点;
所述位置指示结构分布在所述投影曲线上;
每相邻的两个位置指示结构所在的点形成的以所述投影中心点为顶点的角为预设角度。
3.根据权利要求2所述的扫描激光雷达装置,其特征在于,
所述位置指示结构为凸台、凹台或者刻线;
所述位置识别部件为光电开关、穿透式编码器或者反射式编码器。
4.根据权利要求3所述的扫描激光雷达装置,其特征在于,
还包括电机、设置在所述非旋转部件上的第一控制电路板、设置在所述旋转部件顶部随所述旋转部件旋转的第二控制电路板;
所述电机固定在所述非旋转部件上,用于带动所述旋转部件旋转;
所述第一控制电路板用于为所述电机提供电能,控制所述电机带动所述旋转部件按照预设转速旋转;
所述第二控制电路板用于接收所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的识别信息,根据每次接收到的所述识别信息的间隔时间段,计算所述旋转速度;根据所述旋转速度和所述角分辨率计算所述预设时间段,将所述预设时间段发送至所述激光检测部件。
5.根据权利要求4所述的扫描激光雷达装置,其特征在于,所述激光检测部件包括无线供电模组、发光模组、接收模组和无线通信模组;
所述无线供电模组通过无线供电技术从所述第一控制电路板接收电能,为所述发光模组、所述接收模组、所述无线通信模组和所述位置识别部件提供电能;
所述无线通信模组用于接收所述第二控制电路板发送的所述预设时间段,所述发光模组和所述接收模组按照所述预设时间段进行激光检测。
6.一种基于权利要求5所述的扫描激光雷达装置进行检测和角度同步的检测方法,其特征在于,包括:
在所述旋转部件旋转的过程中,所述位置识别部件对所述位置指示结构进行识别,并将每次识别到所述位置指示结构的识别信息传输至所述第二控制电路板;
所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,根据每次接收到所述识别信息的时间间隔和所述角度分辨率确定所述预设时间段,并将所述预设时间段发送至所述无线通信模组;
所述无线通信模组接收到所述预设时间段后,控制所述发光模组以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组;
所述无线通信模组将所述检测结果传输至所述第一控制电路板,通过所述第一控制电路板输出所述检测结果。
7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,根据每次接收到所述识别信息的时间间隔和所述角度分辨率确定所述预设时间段,并将所述预设时间段发送至所述无线通信模组,包括:
所述第二控制电路板接收到所述识别信息后,生成第一脉冲信号,根据所述第一脉冲信号,通过公式计算所述旋转速度;
根据所述旋转速度和所述角分辨率,通过公式T=A/(360×V)计算所述预设时间段,以任一所述第一脉冲信号的边缘对应的时间点为起点,生成一个第二脉冲信号,以该第二脉冲信号所在的时间点为起点,每隔所述预设时间段生成一个新的第二脉冲信号,将生成的所有第二脉冲信号发送至所述无线通信模组,相邻的两个第二脉冲信号之间的时间间隔即为所述预设时间段;
其中,V为所述旋转部件的旋转速度,N为设置在所述非旋转部件上的位置指示结构的个数,A为所述角分辨率,T为所述预设时间段,每一所述第一脉冲信号对应一个所述位置指示结构,ti为接收到第i个第一脉冲信号距接收到第i-1个第一脉冲信号的时间间隔,且t1=0。
8.根据权利要求7中所述的检测方法,其特征在于,所述无线通信模组接收到所述预设时间段后,控制所述发光模组以任一次所述位置识别部件识别到所述位置指示结构的时间点为起点,每隔所述预设时间段发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组,包括:
所述无线通信模组接收到第二脉冲信号后,控制所述发光模组在每一第二脉冲信号所在的时间点发射激光进行激光检测,所述接收模组接收进行所述激光检测的检测结果,并将所述检测结果传输至所述无线通信模组。
9.根据权利要求8所述的检测方法,其特征在于,还包括:
所述第一控制电路板按照预先设定的旋转速度控制所述电机带动所述旋转部件旋转,并生成所述无线供电模组的使能控制信号,以为所述位置识别部件、所述发光模组、所述接收模组、所述无线通信模组和所述第二控制电路板提供电能;
所述第一控制电路板接收到所述检测结果后,通过外部接口将所述检测结果发送至预设的上位机。
CN201711183409.1A 2017-11-23 2017-11-23 一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法 Active CN109828255B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711183409.1A CN109828255B (zh) 2017-11-23 2017-11-23 一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711183409.1A CN109828255B (zh) 2017-11-23 2017-11-23 一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109828255A true CN109828255A (zh) 2019-05-31
CN109828255B CN109828255B (zh) 2024-02-09

Family

ID=66859598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711183409.1A Active CN109828255B (zh) 2017-11-23 2017-11-23 一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109828255B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115598625A (zh) * 2022-11-07 2023-01-13 深圳煜炜光学科技有限公司(Cn) 激光雷达测量校正方法、装置、设备及存储介质

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010066101A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Ihi Corp レーザレーダ及びレーザレーダによる境界監視方法
KR20130130358A (ko) * 2012-05-22 2013-12-02 한국생산기술연구원 3차원 스캐닝 시스템 및 이를 이용한 3차원 영상획득방법
CN106249248A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 北京创想智控科技有限公司 旋转光学扫描测距装置及方法
CN106324611A (zh) * 2016-07-29 2017-01-11 成都希德电子信息技术有限公司 一种二维的激光雷达扫描系统及其装置
CN205899027U (zh) * 2016-07-29 2017-01-18 成都希德电子信息技术有限公司 二维激光雷达扫描监测系统
CN106353765A (zh) * 2016-08-23 2017-01-25 深圳市速腾聚创科技有限公司 二维激光雷达测距装置及方法
CN205941886U (zh) * 2016-08-16 2017-02-08 深圳市佶达德科技有限公司 一种三维激光雷达测距系统
CN205982625U (zh) * 2016-07-29 2017-02-22 成都希德电子信息技术有限公司 一种集成式二维激光雷达扫描系统
CN106772407A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 深圳市镭神智能系统有限公司 基于mems微镜扫描的激光雷达系统
CN106842221A (zh) * 2017-03-16 2017-06-13 西安交通大学 一种多线360°扫描式激光雷达及其实现方法
CN206400103U (zh) * 2016-12-22 2017-08-11 深圳市镭神智能系统有限公司 基于光通信的360度扫描的激光雷达
CN107329145A (zh) * 2017-06-29 2017-11-07 深圳市速腾聚创科技有限公司 多激光雷达系统及其控制方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010066101A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Ihi Corp レーザレーダ及びレーザレーダによる境界監視方法
KR20130130358A (ko) * 2012-05-22 2013-12-02 한국생산기술연구원 3차원 스캐닝 시스템 및 이를 이용한 3차원 영상획득방법
CN106324611A (zh) * 2016-07-29 2017-01-11 成都希德电子信息技术有限公司 一种二维的激光雷达扫描系统及其装置
CN205899027U (zh) * 2016-07-29 2017-01-18 成都希德电子信息技术有限公司 二维激光雷达扫描监测系统
CN205982625U (zh) * 2016-07-29 2017-02-22 成都希德电子信息技术有限公司 一种集成式二维激光雷达扫描系统
CN205941886U (zh) * 2016-08-16 2017-02-08 深圳市佶达德科技有限公司 一种三维激光雷达测距系统
CN106353765A (zh) * 2016-08-23 2017-01-25 深圳市速腾聚创科技有限公司 二维激光雷达测距装置及方法
CN106249248A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 北京创想智控科技有限公司 旋转光学扫描测距装置及方法
CN106772407A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 深圳市镭神智能系统有限公司 基于mems微镜扫描的激光雷达系统
CN206400103U (zh) * 2016-12-22 2017-08-11 深圳市镭神智能系统有限公司 基于光通信的360度扫描的激光雷达
CN106842221A (zh) * 2017-03-16 2017-06-13 西安交通大学 一种多线360°扫描式激光雷达及其实现方法
CN107329145A (zh) * 2017-06-29 2017-11-07 深圳市速腾聚创科技有限公司 多激光雷达系统及其控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴俣;叶泽田;孙立业;康永伟;: "三维旋转扫描测量平台设计与实现", 测绘科学, no. 06, pages 263 - 265 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115598625A (zh) * 2022-11-07 2023-01-13 深圳煜炜光学科技有限公司(Cn) 激光雷达测量校正方法、装置、设备及存储介质
CN115598625B (zh) * 2022-11-07 2023-03-10 深圳煜炜光学科技有限公司 激光雷达测量校正方法、装置、设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN109828255B (zh) 2024-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207457499U (zh) 一种mems振镜同步信号反馈装置及激光雷达
CN208314192U (zh) 一种tof模组标定装置
CN106802412B (zh) 一种基于激光及无线技术的近距离移动定位系统及其方法
CN107643525A (zh) 基于45°转镜的线阵激光雷达周向无像旋成像系统
CN106093863A (zh) 一种采用激光扫描的目标定位方法及激光接收装置
CN209673994U (zh) 一种便携式测绘用测距仪
CN209069210U (zh) 一种三维重建系统数据采集装置
CN107816944B (zh) 平面激光定位测量装置及定位方法
CN109828255A (zh) 一种扫描激光雷达装置和进行检测和角度同步的检测方法
CN207457497U (zh) 一种扫描激光雷达装置
CN103591967A (zh) 用于光学伺服系统频谱曲线测试的光学Chirp信号生成方法
CN205720649U (zh) 一种直驱小型旋转扫描测距装置
CN205608184U (zh) 激光测距设备
JP2016537632A (ja) 距離測定装置およびその距離測定開始点探索方法
CN209727113U (zh) 投线装置和激光投线仪
CN203811190U (zh) 测距装置
CN209279914U (zh) 一种提高3d扫描精准度的装置
CN107643678B (zh) 一种可自动对时的手表
CN106443609B (zh) 一种角度随动监测系统及方法
CN106371056B (zh) 一种角度自动测量装置
CN105758299B (zh) 新型二维激光扫描设备
CN209761636U (zh) 风力发电机主轴振动检测装置
CN209542836U (zh) 一种毫米波雷达测距的线树测距系统
CN107037412B (zh) 一种角度自动测量系统及方法
CN102419160A (zh) 对比法反射镜曲面综合在线测试系统

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
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20231219

Address after: 430200, 7th floor, Building 3, Phase II, Modern Service Industry Demonstration Base, Huazhong University of Science and Technology Science Park, Guandong Street, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province

Applicant after: Wuhan Wanji Photoelectric Technology Co.,Ltd.

Address before: 100085 No. 5, building 1, East Road, Haidian District, Beijing, 601

Applicant before: BEIJING WANJI TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant