CN115575927B - 一种模块化结构的激光雷达装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模块化激光雷达装置，包括主体模块、存储模块和旋转模块；所述旋转模块位于所述主体模块的上方，所述存储模块位于所述主体模块的下方。所述的存储模块四角开有安装孔，并通过安装螺钉与主体模块形成可拆卸连接结构。所述的存储模块一侧设有存储腔，可以放置存储电路板。所述旋转模块设有偏转镜,偏转镜前方设有出光管。其特征在于：所述的旋转模块一侧设有旋转模块支撑支架，支撑支架下方设有与主体模块连接的安装块，可以通过螺钉进行连接或拆卸。本装置通过简单的螺钉即可实现可拆卸更换，易于用户使用维护，并且存储单元独立设计，更换雷达时不需要重新进行数据配置，降低使用成本。

Description

一种模块化结构的激光雷达装置
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种模块化结构的激光雷达装置。
背景技术
激光雷达LiDAR(Light Laser Detection and Ranging)，是用激光器作为辐射源的雷达。通过发射激光束探测目标的位置、速度等特征量，其通过发射机向目标发射激光束，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，进行处理后，就可获得目标的距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等信息，从而对目标进行探测、跟踪和识别。
当前的转镜式激光雷达构成，从功能上可以分为主体部分、旋转部分和存储部分，但其结构都设计为整体结构，当某部分损坏后，需要更换整个激光雷达，此外转镜式激光雷达的旋转部分寿命较低，当其出现问题后，需要进行换修，而当前的激光雷达的数据资料存储在机器内部的电路板的存储单元内。激光雷达的存储单元的使用寿命远高于其它部件。当因其它部件导致激光雷达损坏时。用户需要购买新的激光雷达，并重新配置。导致生产和使用成本的增高。
发明内容
针对现有的技术方案的不足，本发明旨在提供一种模块化结构的激光雷达装置。
为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例提供了下述技术方案：
第一方面，本发明公开了一种模块化结构的激光雷达装置，包括主体模块、存储模块和旋转模块；所述旋转模块位于所述主体模块的上方，所述存储模块位于所述主体模块的下方。
作为进一步的技术方案，所述的存储模块四角开有安装孔，并通过安装螺钉与主体模块形成可拆卸连接结构。
作为进一步的技术方案，所述的存储模块一侧设有存储腔，可以放置存储电路板。
作为进一步的技术方案，所述旋转模块设有偏转镜, 偏转镜前方设有出光管。
作为进一步的技术方案，所述的旋转模块一侧设有旋转模块支撑支架，支撑支架下方设有与主体模块连接的安装块，可以通过螺钉进行连接或拆卸。
作为进一步的技术方案，所述的支撑支架上同时设有步进电机，步进电机位于旋转模块顶部，其电机轴与偏转镜连接并带动偏转镜和出光管旋转。
作为进一步的技术方案，所述旋转模块设有定位机构。
本发明相对现有技术的有益效果是：本模块化结构的激光雷达装置通过将整个雷达进行模块化设计，分为主体模块、存储模块和旋转模块，各模块之间通过简单的螺钉即可实现可拆卸更换，易于用户使用维护，并且存储单元独立设计，更换雷达时不需要重新进行数据配置，降低使用成本。定位装置采用探针、定位柱的方式，结构非常简单，易于加工，无论对连续式还是步进式旋转都有非常好的识别效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是为本发明模块化结构的激光雷达装置主体模块和存储模块示意图；
图2是本发明模块化结构的激光雷达装置旋转模块示意图；
图3是本发明旋转模块定位识别系统结构示意图。
图中：1-主体模块，2-存储模块，3-旋转模块，4-安装孔，5-螺钉，6-存储腔，7-安装柱，8-偏转镜，9-出光管，10-旋转模块支架，11-旋转模块安装板，12-步进电机，13-电机轴，14-定位槽，15-第一定位柱，16-第二定位柱，17-第三定位柱，18-定位探针，19-弹簧，20-压力传感器。
具体实施方式
为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明还开了一种模块化结构的激光雷达装置，如图1-2所示，包括主体模块1、存储模块2和旋转模块3。
所述旋转模块3位于主体模块1上方，存储模块2位于主体模块1下方，存储模块2为方形板，四角开有安装孔4，并通过安装螺钉5与主体模块1形成可拆卸连接结构，存储模块2一侧设有存储腔6，可以放置存储电路板。
主体模块1下方设有与安装孔相对应的安装柱7。同时主体模块里设有激光发射器、激光准直器、激光接收器、接收透镜、屏蔽器等激光发射接收组件。
旋转模块3对应激光发射器的位置设有偏转镜8, 偏转镜8前方设有出光管9，一侧设有旋转模块支撑支架10，支撑支架10下方设有与主体模块1连接的安装块11，同样可以通过螺钉进行连接或拆卸，支撑支架10上同时设有步进电机12，步进电机12位于旋转模块2顶部，其电机轴13与偏转镜8连接并带动偏转镜8和出光管9旋转。
本模块化结构的激光雷达装置通过将整个雷达进行模块化设计，分为主体模块1、存储模块2和旋转模块3，各模块之间通过简单的螺钉即可实现可拆卸更换，易于用户使用维护，并且存储单元独立设计，更换雷达时不需要重新进行数据配置，降低使用成本。
此外，由于本发明的模块化激光雷达装置是可拆卸连接结构，并通过电机按照预设模式实现偏转镜的旋转，以使激光雷达正常工作，该旋转可以是连续式的，也可以采用步进电机进行脉冲式的制定角度旋转，但是在实际过程中发现，经过长时间工作后电机的旋转速度或步进角度会发生一定变化，导致偏转镜的实际位置与预设位置发生一定的偏差，使激光雷达工作产生误差甚至引发事故，即便采用多个定位机构，由于多个定位机构相互之间缺少识别性的标志，因而对步进电机而言，会造成步进角度不清楚。因此本发明人经过分析，选择在电机上设置定位装置，以便能及早发现问题，对产生故障的旋转模块能即时发现并更换，具体如图3所示，定位结构包括设置在电机上的定位槽14，定位槽内设有三个定位柱，三个定位柱在定位槽内沿电机轴是轴对称设置的，为简化起见，将其表示在一个平面内，每个定位柱均为斜面设置，且斜面与水平方向的角度不同，同时3个斜面的最低点位于同一个水平面上，具体包括第一定位柱15，其斜面与水平方向角度为11°，第二定位柱16，其斜面与水平方向角度为24°，第三定位柱17，其斜面与水平方向角度为37°。定位槽上方设有带有弹簧19的定位探针18，探针上方连接有压力传感器20，并连接到定位识别电路，探针18由电机带动着旋转，与电机轴的旋转是同步的，探针尖端与斜面最低点在在一个水平面上，正常旋转时探针悬空，电路断开，当探针接触到3个定位柱位置时，电路接通，由于三个定位柱斜面与水平方向的角度不同，到达斜面最高点时，探针上的弹簧压缩程度也不同，对压力传感器产生不同的压力，从而发送不同的电信号给定位识别电路，因此可以迅速判定探针当前所在位置，并与预设设置对比，如果发现与预设情况不同，定位识别电路会发出红灯示警，提醒用户即时更换旋转模块，此时用户可以拧下旋转模块安装板11上的螺钉，对旋转模块进行更换。本定位装置结构简便，不同斜面角度的定位柱易于加工，并且可以批量生产，并且无论对连续式还是步进式旋转都有非常好的识别效果，以最简单的方式实现了有效的定位识别。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种模块化激光雷达装置，其特征在于：包括主体模块、存储模块和旋转模块；所述旋转模块位于所述主体模块的上方，所述存储模块位于所述主体模块的下方；
所述的存储模块四角开有安装孔，并通过安装螺钉与主体模块形成可拆卸连接结构；
主体模块下方设有与安装孔相对应的安装柱；同时主体模块里设有激光发射器、激光准直器、激光接收器、接收透镜、屏蔽器；
旋转模块对应激光发射器的位置设有偏转镜, 偏转镜前方设有出光管，一侧设有旋转模块支撑支架，支撑支架下方设有与主体模块连接的安装块，通过螺钉进行连接或拆卸，支撑支架上同时设有步进电机，步进电机位于旋转模块顶部，步进电机轴与偏转镜连接并带动偏转镜和出光管旋转；
所述旋转模块设有定位机构，定位机构包括设置在电机上的定位槽，定位槽内设有三个定位柱，三个定位柱在定位槽内沿电机轴是轴对称设置的，每个定位柱均为斜面设置，斜面的最低点位于同一个水平面上，具体包括第一定位柱，其斜面与水平方向角度为11°；第二定位柱，其斜面与水平方向角度为24°；第三定位柱，其斜面与水平方向角度为37°；定位槽上方设有带有弹簧的定位探针，探针上方连接有压力传感器，并连接到定位识别电路，探针由电机带动旋转，与电机轴的旋转同步，探针尖端与斜面最低点在在一个水平面上；
正常旋转时探针悬空，电路断开，当探针接触到3个定位柱位置时，电路接通，到达斜面最高点时，探针上的弹簧压缩程度不同，对压力传感器产生不同的压力，从而发送不同的电信号给定位识别电路判定探针当前所在位置，并与预设设置对比。
2. 如权利要求1所述的一种模块化激光雷达装置，其特征在于： 所述的存储模块一侧设有存储腔，存储腔放置存储电路板。
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