CN110579750A - 一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，该方法是将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动，具体包括：在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹；在电机驱动下，单线雷达的单个激光光源沿着构建的单个激光光源往复运动的轨迹进行往复周期运动。在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹，包括：在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹AB，轨迹AB为同心圆螺旋线，A点与B点分别为同心圆螺旋线的两个端点，同心圆螺旋线的间距小于雷达的高度且同心圆螺旋线的间距相同或不同。本发明提出的方法将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动，从而获得更大的视场角，拓展更多的视场范围。

Description

一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法。

背景技术

激光雷达是一种采用非接触激光测距技术的扫描式传感器，其工作原理与一般的雷达系统类似，通过发射激光光束来探测目标，并通过搜集反射回来的光束测量目标距离及获取数据。

激光雷达已成为汽车自动驾驶、空间测绘、安保安防等领域最为重要的传感器设备。多线激光雷达指的是激光雷达由多个发射源发出激光，是多线束的。单线雷达仅含一个激光光源，为单线束。尽管多线雷达已崭露头角，但单线雷达由于其性能稳定、结构简单、价格实惠在市场上仍占有重要的地位。

传统单线雷达在工作时，单个激光光源向外发射光线，单个激光光源固定在电机上，以雷达某一截面中心为圆心，如图1中XOY平面的圆心O点，单个激光光源在雷达侧表面做圆周运动，或者激光光源不动，采用振镜反射激光光线并旋转振镜，致使单线雷达的扫描轨迹始终在同一平面上，例如图1中的XOY平面，因而仅有一个观察平面，无法发现不在该观察平面的目标，视场范围受到限制，观察到的目标有限，效率低下。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，以解决传统单线雷达因描轨迹始终在同一平面上而导致的视场范围受限，观察到的目标有限，效率低下的问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，该方法是将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动。

上述方案中，所述将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动，包括：

在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹；

在电机驱动下，单线雷达的单个激光光源沿着构建的单个激光光源往复运动的轨迹进行往复周期运动。

上述方案中，在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹，包括：

在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹AB，轨迹AB为同心圆螺旋线，A点与B点分别为同心圆螺旋线的两个端点，同心螺旋线的间距为1mm至50cm，且所述间距小于雷达的高度，同心圆螺旋线的间距相同或不同，同心圆螺旋线的圈数为1至1000圈。

上述方案中，在电机驱动下，单线雷达的单个激光光源沿着构建的单个激光光源往复运动的轨迹进行往复周期运动，包括：

单个激光光源下方固定有微型电机，微型电机装载在单线雷达侧表面上，雷达侧表面有螺旋线的轨道，微型电机上电后，将会带着激光光源沿轨道运动，沿雷达侧表面预先设置的螺旋线轨道运动。

上述方案中，单线雷达的单个激光光源沿着构建的单个激光光源往复运动的轨迹进行往复周期运动，包括：

在单线雷达侧表面上构建的单个激光光源往复运动的轨迹AB的起点和终点不重合时，单个激光光源在运动轨迹的起点和终点间作往复运动；

在单线雷达侧表面上构建的单个激光光源往复运动的轨迹AB的起点和终点重合时，单个激光光源在运动轨迹沿某一方向作循环周期运动。

(三)有益效果

本发明提供了一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，该方法是将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动，从而获得更大的视场角，拓展更多的视场范围。

附图说明

图1为传统单线雷达扫描方式的示意图；

图2为依照本发明实施例的单线雷达螺旋线扫描方式的示意图；

图3为依照本发明实施例的单线雷达螺旋线扫描方式的实施例；

图4为依照本发明实施例的单线雷达螺旋线扫描方式的实施例。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，该方法是将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动。将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动，具体包括以下步骤：

步骤1：在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹；

如图2所示，在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹AB，之后单个激光光源在A点至B点间的轨迹上往复周期运动，轨迹AB为同心圆螺旋线，A点与B点分别为同心圆螺旋线的两个端点，同心螺旋线的间距为1mm至50cm，且所述间距小于雷达的高度，同心圆螺旋线的圈数为1至1000圈。

图2为依照本发明实施例的单线雷达螺旋线扫描方式的示意图，表示的是为同心圆螺旋线的间距相同的情况，当圆单线雷达侧表面展开为平面时，A点至B点间的运动轨迹为直线，图3和图4为同心圆螺旋线的间距不相同的情况，当单线雷达侧表面展开为平面时，A点至B点间的运动轨迹为曲线。

步骤2：在电机驱动下，单线雷达的单个激光光源沿着构建的单个激光光源往复运动的轨迹进行往复周期运动。

单个激光光源下方固定有微型电机。微型电机装载在单线雷达侧表面上，单线雷达侧表面有螺旋线的轨道，微型电机上电后，将会带着激光光源沿轨道运动，沿单线雷达侧表面预先设置的螺旋线轨道运动。

一个周期为：单个光源在微型电机的驱动下，走完一遍单线雷达侧表面全部的螺旋线轨迹所需要的时间。螺旋线的起点为A，终点为B。当A点与B点不重合时，也就是在单线雷达侧表面上构建的单个激光光源往复运动的轨迹AB的起点和终点不重合时，单个激光光源在运动轨迹的起点和终点间作往复运动，运动轨迹如图2和图3所示。当A点与B点重合时，也就是在单线雷达侧表面上构建的单个激光光源往复运动的轨迹AB的起点和终点重合时，单个激光光源在运动轨迹沿某一方向作循环周期运动，运动轨迹如图4所示。

当单线雷达按照此方式运动时，激光光束的扫描位置不在同一平面上，而是呈螺旋状以形成多个360度扫描区域，具有更大的探测区域，可起到多线雷达类似的作用。

单线雷达中的单个激光光源固定在微型电机上，在微型电机驱动下，沿着雷达侧表面上特定的轨迹，呈螺旋线旋转向上或向下往复运动，当单线雷达按照此方式运动时，激光光束的扫描位置不在同一平面上，而是呈螺旋状以形成多个360度扫描区域，具有更大的探测区域，可起到多线雷达类似的作用，从而获得更大的视场角，以及拓展更多的视场范围。由原先单一的某个视场平面，拓展到螺旋线所在的多个平面。

其中，每个360度形成的扫描区域，可相互平行。如沿图2所示的运动轨迹进行运动，或者为相互不平行的两个平面，如沿图3所示的运动轨迹进行运动。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，其特征在于，该方法是将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动。

2.根据权利要求1所述的利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，其特征在于，所述将单线雷达中的单个激光光源沿一螺旋线轨迹进行扫描运动，包括：

在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹；

在电机驱动下，单线雷达的单个激光光源沿着构建的单个激光光源往复运动的轨迹进行往复周期运动。

3.根据权利要求1所述的利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，其特征在于，所述在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹，包括：

在单线雷达侧表面构建单个激光光源往复运动的轨迹AB，轨迹AB为同心圆螺旋线，A点与B点分别为同心圆螺旋线的两个端点，同心螺旋线的间距为1mm至50cm，且所述间距小于雷达的高度。

4.根据权利要求3所述的利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，其特征在于，所述同心圆螺旋线的间距相同或不同。

5.根据权利要求4所述的利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，其特征在于，所述同心圆螺旋线的圈数为1至1000圈。

6.根据权利要求2所述的利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，其特征在于，所述在电机驱动下，单线雷达的单个激光光源沿着构建的单个激光光源往复运动的轨迹进行往复周期运动，包括：

单个激光光源下方固定有微型电机，微型电机装载在单线雷达侧表面上，单线雷达侧表面有螺旋线的轨道，微型电机上电后，将会带着激光光源沿轨道运动，沿单线雷达侧表面预先设置的螺旋线轨道运动。

7.根据权利要求3所述的利用单线雷达实现立体全方位扫描的方法，其特征在于，所述单线雷达的单个激光光源沿着构建的单个激光光源往复运动的轨迹进行往复周期运动，包括：

在单线雷达侧表面上构建的单个激光光源往复运动的轨迹AB的起点和终点不重合时，单个激光光源在运动轨迹的起点和终点间作往复运动；

在单线雷达侧表面上构建的单个激光光源往复运动的轨迹AB的起点和终点重合时，单个激光光源在运动轨迹沿某一方向作循环周期运动。