CN205484800U - 一种激光雷达采集、测距设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于激光雷达领域，提供了一种激光雷达采集、测距设备，用于输出准直激光的激光输出装置；设置于所述激光输出装置的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置；以及设置于所述激光输出装置的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置。实现了360°全角度信号采集，提高了角度分辨率和扫描频率。
Description
技术领域
本实用新型属于激光雷达领域，尤其涉及一种激光雷达采集、测距设备。
背景技术
激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式，以其能精确的测量目标位置的距离和方位信息，越来越多的应用于国防工业及智能生活的方方面面。
目前，利用激光雷达探测时，通常利用机械旋转构件实现，也就是将激光器放置在一个可以匀速转动的旋转平台，同时控制激光器发射激光束扫描探测前方物体，并记录对应方位信息，通过图像传感单元接收被探测物体反射的激光束，并确定反射的激光束在传感器感光片上的成像位置，并通过三角测距原理得到被测物体的距离。
就目前的这种激光探测方法在实际应用中存在很多问题，由于使用机械旋转构件，并且由于是通过匀速旋转来进行探测，会造成扫描频率低以及角度分辨率差的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种激光雷达采集、测距设备，旨在解决现有激光雷达扫描频率低、角度分辨率差的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种激光雷达采集设备，包括：
用于输出准直激光的激光输出装置；
设置于所述激光输出装置的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置；以及
设置于所述激光输出装置的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置。
本实用新型实施例还提供了一种激光雷达扫描测距设备，包括：
用于输出准直激光的激光输出装置；
设置于所述激光输出装置的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置；
设置于所述激光输出装置的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置，以及
与所述图像传感装置连接，用于接收多个图像传感装置传送的图像数据，并对所述图像数据进行拼接处理和测距计算的信息处理单元。
优选的，多个所述图像传感装置以所述激光光路所在直线为中心轴，等距分列于所述激光输出装置的周围。
优选的，所述图像传感装置具有感光片向所述中心轴倾斜设置，所述感光片所在平面与所述中心轴之间的夹角小于等于45°。
优选的，所述感光片与所述中心轴之间的夹角为11°。
优选的，所述设备包括与所述图像传感装置连接的信息处理单元,所述信息处理单元用于接收多个图像传感装置传送的图像数据，并对所述图像数据进行拼接处理和测距计算。
优选的，所述激光输出装置为连续式激光器或者脉冲式激光器。
优选的，所述激光散射装置为锥角镜，所述锥角镜为顶角成90°的圆锥体度膜镜片，所述锥角镜的顶角设置于所述激光光路的中心轴。
优选的，所述图像传感装置为CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器的数量大于等于3。
本实用新型实施例提供了一种激光雷达采集、测距设备，用于输出准直激光的激光输出装置；设置于所述激光输出装置的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置；以及设置于所述激光输出装置的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置，实现了360°全角度信号采集，提高了角度分辨率和扫描频率。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的激光雷达采集设备的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的激光雷达采集设备的整体结构图；
图3是本实用新型实施例提供的激光雷达采集设备中的图像传感装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例提供了一种激光雷达采集、测距设备，用于输出准直激光的激光输出装置；设置于所述激光输出装置的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置；以及设置于所述激光输出装置的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置，实现了360°全角度信号采集，提高了角度分辨率和扫描频率。
如图1图2所示，在本实用新型实施例中，一种激光雷达采集设备，包括：用于输出准直激光的激光输出装置10；设置于所述激光输出装置10的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置20；以及设置于所述激光输出装置10的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置30，实现了360°全角度信号采集，提高了角度分辨率和扫描频率。
在本实用新型实施例中，多个所述图像传感装置30以所述激光光路所在直线为中心轴F，等距分列于所述激光输出装置10的周围，将多个图像传感装置30呈圆周等距分布，每个这种排列方式可以最大程度的将每个图像传感装置的可视角度重叠在一起，以实现360°全角度的接收被测物反射的激光信号，不仅使图像传感装置30占较小的使用空间，也可以使每个图像传感装置30均匀的接收不同方向的被测物体反射的激光信号，有效避免了由于各个图像传感装置30在圆周排列时，间距不一致，而导致的可视角度产生缺失，使得有些角度的激光信号没有接收到，从而无法将接收到的激光信号进行360°的拼接测距的问题。
在本实用新型实施例中，所述图像传感装置30具有感光片向所述中心轴倾斜设置，所述感光片所在平面与所述中心轴之间的夹角小于等于45°所述感光片所在平面与所述中心轴之间的夹角可以根据镜头与测量距离的变化而变化。将所述图像传感装置10的感光片与所述中轴线F呈一定角度倾斜放置，可以增大测距过程中可利用的图像像素，保证了探测物反射的激光信号接收的完整度。
作为本实用新型的一个实施例，所述图像传感装置30还包括窄带滤光片，所述窄带滤光片在所述感光片的前方，在接收探测物反射回来的激光信号时，可以有效的滤除其余波段的光线，之后在所述感光片上成像，有效的滤除了其他波段光线的干扰，保证了探测物反射的激光信号接收的完整度以及真实度。
作为本实用新型的一个优选实施例，所述感光片与所述中心轴之间的夹角为11°，当镜头和激光器间隔60mm，测距范围为150mm到6mm，此时镜头的视角变化22°，感光片与所述中心轴F之间的夹角为11°可以最大限度的接收探测物反射回来的激光信号，保证了探测物反射的激光信号接收的完整度。
在本实用新型实施例中，如图1图2所示，所述设备包括与所述图像传感装置30连接的信息处理单元40,所述信息处理单元40用于接收多个图像传感装置30传送的图像数据，并对所述图像数据进行拼接处理和测距计算，使得每个图像传感装置30接收到的激光信号在所述传感器感光片上的成像位置以及方位信息可以通过信息处理单元40，拼接在一起，并计算出被测物体的距离，使得每个图像传感装置30生成的图像数据完美契合，得到完整的360°的环境测距信息。
在本实用新型实施例中，所述激光输出装置10为连续式激光器或者脉冲式激光器，无论是使用连续式的激光器还是使用脉冲式的激光器，都可以实现将激光器发出的准直激光通过激光散射装置20，散射成360°的环形激光，并探测周围物体，所述激光器的种类不限定，可以为650nm、780nm、850nm、940nm等。
在本实用新型实施例中，所述激光散射装置20为锥角镜，所述锥角镜为顶角成90°的圆锥体度膜镜片，所述锥角镜的顶角设置于所述激光光路的中心轴F。通过将激光散射装置20设置在所述激光输出装置10的中轴线F上，可以使得激光散射装置20最大程度的接收到激光输出装置10输出的激光，并且，采用顶角为90°锥角镜，可以有效的将接收到的准直激光散射，散射成360°环绕激光，以保障可以全角度的输出探测激光，探测周围物体，实现了更高的角度分辨率和扫描频率。
在本实用新型实施例中，所述图像传感装置为CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器的数量大于等于3。
参见图1图2，作为本实用新型的一个实施例，所述图像传感装置30为4个，环绕激光输出装置10的中轴线F的周围等距排列，每个图像传感装置30的感光片都向中轴线F倾斜一定角度，并且背对中轴线F放置，每个图像传感装置30的可视角度都大于等于90°，将图像传感装置30等距分布，既，每两个图像传感装置30之间都有重叠的区域，可以保证，360°全角度接收激光信号，保证了信号的完整度。
在本实用新型实施例中，如图3所示，每个图像传感装置30都包括一个信息接收端301以及一个信息传输端302，二者相连，以将通过信息接收端301接收到的被测物反射的激光信号在图像传感器的感光片上的成像位置以及方位信息通过信息传输端302传输给信息处理单元40，当图像传感单元为4个时，具有4个传输端，这4个传输端通过有线的方式将激光信号传输至至少具有4个对应接口的信息处理单元上，或者通过无线方式将激光信号发送至信息处理单元40上。
进一步的，还可以直接通过有线或无线的方式，将激光信号传输到终端设备上，进行被测物距离的计算以及拼接。
在本实用新型实施例中，所述图像传感装置30、激光输出装置10以及激光散射装置20通过电连接。
本实用新型实施例还提供了一种激光雷达扫描测距设备，如图1图2所示用于输出准直激光的激光输出装置10；设置于所述激光输出装置10的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置20；设置于所述激光输出装置10的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置30，以及与所述图像传感装置30连接，用于接收多个图像传感装置30传送的图像数据，并对所述图像数据进行拼接处理和测距计算的信息处理单元40。实现了360°全角度测距，实现了装配简单，提高了使用寿命以及一致性，提高了角度分辨率和扫描频率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种激光雷达采集设备，其特征在于，包括：
用于输出准直激光的激光输出装置；
设置于所述激光输出装置的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置；以及
设置于所述激光输出装置的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置。
2.如权利要求1所述的激光雷达采集设备，其特征在于，多个所述图像传感装置以所述激光光路所在直线为中心轴，等距分列于所述激光输出装置的周围。
3.如权利要求2所述的激光雷达采集设备，其特征在于，所述图像传感装置具有感光片向所述中心轴倾斜设置，所述感光片所在平面与所述中心轴之间的夹角小于等于45°。
4.如权利要求3所述的激光雷达采集设备，其特征在于，所述感光片与所述中心轴之间的夹角为11°。
5.如权利要求1所述的激光雷达采集设备，其特征在于，所述设备包括与所述图像传感装置连接的信息处理单元,所述信息处理单元用于接收多个图像传感装置传送的图像数据，并对所述图像数据进行拼接处理和测距计算。
6.如权利要求1所述的激光雷达采集设备，其特征在于，所述激光输出装置为连续式激光器或者脉冲式激光器。
7.如权利要求1所述的激光雷达采集设备，其特征在于，所述激光散射装置为锥角镜，所述锥角镜为顶角成90°的圆锥体度膜镜片，所述锥角镜的顶角设置于所述激光光路的中心轴。
8.如权利要求1所述的激光雷达采集设备，其特征在于，所述图像传感装置为CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器的数量大于等于3。
9.一种激光雷达扫描测距设备，其特征在于，包括：
用于输出准直激光的激光输出装置；
设置于所述激光输出装置的激光光路上，用于将所述准直激光散射成360°环形激光的激光散射装置；
设置于所述激光输出装置的周围，可360°接收被测物反射的激光信号的图像传感装置，以及
与所述图像传感装置连接，用于接收多个图像传感装置传送的图像数据，并对所述图像数据进行拼接处理和测距计算的信息处理单元。
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