CN205484805U - 具有校正功能的激光测距装置 - Google Patents

Abstract

一种具有校正功能的激光测距装置，包括一本体、一第一激光光源、一第一光接收器及一校正模块。第一激光光源设置在本体上，第一激光光源包含第一激光二极管。第一光接收器设置在本体上，第一光接收器包含第一光接收组件(如CMOS图像感测组件)。校正模块设置在本体上，校正模块包含一第二激光光源及一第二光接收器，第二激光光源包含第二激光二极管，第二光接收器包含第二光接收组件(如崩溃光二极管或光二极管)。藉此，该校正模块能校正三角量测远距离的误差，以提升其量测精度。

Description

具有校正功能的激光测距装置

技术领域

本实用新型提供了一种激光测距装置，尤其提供了一种具有校正功能的激光测距装置。

背景技术

近年来，激光测距法已被广泛地应用于距离的测量，而激光测距装置亦成为距离测量的重要工具，而三角量测法为激光测距的已知技术。三角量测法由激光光源所射出的激光束投射在一目标物的表面，从该目标物的表面所反射的反射光束通过一聚光透镜由一光接收器接收，藉由该光接收器的输出信号，通过处理器的函式计算，即可获得目标物与激光光源的距离。

激光三角量测法的优势为速度快，每秒可达2kHz的频率范围。但是目前扫地机、机器人(robot)等装置使用激光测距装置时，因原理限制，当应用于远距离4m以上时，对于像素点的算法，要求位置精度非常得敏感，其零组件容易因温度、应力等变化，对远距离造成量测距离的误差。

综上所述，本实用新型的发明人认为上述缺失可改善，于是潜心研究并配合理论应用，提出了一种设计合理且有效改善上述缺失的实用新型。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种具有校正功能的激光测距装置，可以补偿激光测距装置的误差，达到三角量测自校正的目的。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种具有校正功能的激光测距装置，包括：一本体；一第一激光光源，该第一激光光源设置在该本体上，该第一激光光源包含第一激光二极管；一第一光接收器，该第一光接收器设置在该本体上，该第一光接收器包含第一光接收组件；以及一校正模块，该校正模块设置在该本体上，该校正模块包含一第二激光光源及一第二光接收器，该第二激光光源包含第二激光二极管，该第二光接收器包含第二光接收组件，该校正模块用于校正量测的误差。

为了解决上述的技术问题，本实用新型还提供了一种具有校正功能的激光测距装置，包括：一本体；一第一激光光源，该第一激光光源设置在该本体上，该第一激光光源包含第一激光二极管；一第一光接收器，该第一光接收器设置在该本体上，该第一光接收器包含第一光接收组件；以及一校正模块，该校正模块设置在该本体上，该校正模块包含一第二光接收器，该第二光接收器包含第二光接收组件，该校正模块用于校正量测的误差。

本实用新型至少具有下列的优点：

本实用新型激光测距装置在其内部增加了一个校正模块，在开机时量测固定或动态距离位置信息，以补偿激光测距装置像素点误差偏移，达到三角量测自校正的目的。因此，本实用新型的激光测距装置可以解决零组件受温度、应力等变化造成量测精度影响的问题，对远距离也不会造成量测距离的误差，以提升其量测精度。

为更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，可参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型的具有校正功能的激光测距装置的第一实施 例的示意图。

图2为本实用新型的具有校正功能的激光测距装置的第二实施例的示意图。

图3为本实用新型的具有校正功能的激光测距装置的第三实施例的示意图。

具体实施方式

[第一实施例]

参阅图1，本实用新型提供一种具有校正功能的激光测距装置，其可应用于扫地机、机器人或无人搬运车等具有自动移动功能的装置上。该激光测距装置包括一本体1、一第一激光光源2、一第一光接收器3及一校正模块4。本实施例在目前激光测距装置的结构中增加了一激光尺模块，用来时时或开机时校正三角量测远距离的误差。

该本体1的结构并不限制，该本体1可用于承载第一激光光源2、第一光接收器3及校正模块4。该本体1可以适当地设置在扫地机、机器人或无人搬运车等装置上，但不限于此。

该第一激光光源2设置在本体1上。该第一激光光源2包含第一激光二极管21，也可以进一步包含第一透镜22。且该第一激光光源2电连接于一电路板5，亦即第一激光二极管21电连接于电路板5。电路板5可设置在本体1上，电路板5可包含处理器等电子组件，但第一激光光源2的构造并不限制。该第一激光光源2可由电路板5进行供电，该第一激光光源2的第一激光二极管21被驱动时可以射出激光束，并将激光束投射在一目标物的表面。

该第一光接收器3设置在本体1上。该第一光接收器3包含第一光接收组件31，也可以进一步包含第二透镜32。该第一光接收组件31可为CMOS图像感测组件(CMOS Image Sensor)等，且该第 一光接收器3电连接于电路板5，亦即第一光接收组件31电连接于电路板5，但第一光接收器3的构造并不限制。第一光接收器3的光轴L2与第一激光光源2的光轴L1呈倾斜状，使第一光接收器3的光轴L2与第一激光光源2的光轴L1之间可形成一夹角r。从该目标物的表面所反射的反射光束通过第二透镜32聚光后由第一光接收器3的第一光接收组件31接收，以便藉由该第一光接收器3的输出信号，通过处理器的函式计算，利用三角量测法即可获得该目标物与该激光测距装置的距离。

该校正模块4设置在本体1上。该校正模块4优选地但不限制地设置在第一激光光源2与第一光接收器3之间。该校正模块4可包含一第二激光光源41及一第二光接收器42，以构成一个激光尺量测模块。该校正模块4电连接于电路板5，亦即该校正模块4的第二激光光源41及第二光接收器42电连接于电路板5。

该第二激光光源41设置在本体1上。该第二激光光源41包含一第二激光二极管411，也可以进一步包含第三透镜412。且该第二激光光源41电连接于电路板5，亦即第二激光二极管411电连接于电路板5。该第二激光光源41可由电路板5进行供电，该第二激光光源41的第二激光二极管411被驱动时可以射出激光束，并将激光束投射在该目标物的表面。

该第二光接收器42设置在本体1上。该第二光接收器42包含一第二光接收组件421，也可以进一步包含第四透镜422。该第二光接收组件421可为雪崩光二极管(Avalanche Photo diode，APD)或光二极管(Photo diode，PD)等。且该第二光接收器42电连接于电路板5，亦即第二光接收组件421电连接于电路板5，但第二光接收器42的构造并不限制。进一步地，第二激光光源41的光轴L3及第二光接收器42的光轴L4可与第一激光光源2的光轴L1相互平行，但不限于此。校正模块4(第二激光光源41及第二光接收 器42)的前端也可进一步凸出于第一激光光源2的前端及第一光接收器3的前端，所述的前端是指面向该目标物的一端。

从该目标物的表面所反射的反射光束通过第四透镜422聚光后由第二光接收器42的第二光接收组件421接收，以便藉由该第二光接收器42的输出信号，利用飞行时间法(Time of Flight，TOF)校正三角量测远距离的误差。所述的飞行时间法(TOF)对于远距离的测量相当有用。激光可具有高方向性与高亮度的特性，可以在发射激光处接收到目标物的反射光。若所发出的激光光属于脉冲式，则所接收到的反射光也属于脉冲式，因此可以藉由测量发射到接收激光脉冲的时间差来计算目标物与该激光测距装置的距离。

本实用新型的激光测距装置在其内部增加了一个校正模块4，在开机时量测固定或动态距离位置信息，以补偿激光测距装置像素点误差偏移，达到三角量测自校正的目的。因此，本实用新型的激光测距装置可以解决零组件受温度、应力等变化造成量测精度影响的问题，对远距离也不会造成量测距离的误差，以提升其量测精度。[第二实施例]

参阅图2，本实施例的激光测距装置包括一本体1、一第一激光光源2、一第一光接收器3及一校正模块4。与第一实施例的差异仅在于，本实施例的校正模块4包含一第二光接收器42，而将第一实施例的第二激光光源41予以省略。本实施例的第二光接收器42设置在本体1上，该第二光接收器42可包含第二光接收组件421及第四透镜422。该第二光接收组件421可为雪崩光二极管(Avalanche Photo diode，APD)或光二极管(Photo diode，PD)等，且该第二光接收器42电连接于电路板5，但第二光接收器42的构造并不限制。

该第一激光光源2的第一激光二极管21被驱动时可以射出激光束，并将激光束投射在一目标物的表面，从该目标物的表面所反 射的反射光束通过第二透镜32聚光后由第一光接收器3的第一光接收组件31接收，以便藉由该第一光接收器3的输出信号，通过处理器的函式计算，利用三角量测法即可获得目标物与该激光测距装置的距离。

本实施例的第二光接收器42配合第一激光光源2使用，亦即本实施例的校正模块4使用第一激光光源2作为光源，而省略第二激光光源41。本实施例的校正模块4可设于第一激光光源2与第一光接收器3之间，该校正模块4靠近第一激光光源2，且校正模块4(第二光接收器42)的前端也可与第一激光光源2的前端齐平(包含大致齐平)，但不予以限制。进一步地，第二光接收器42的光轴L4可与第一激光光源2的光轴L1相互平行。该第一激光光源2的第一激光二极管21被驱动时，可以射出激光束，并将激光束投射在目标物的表面，从该目标物的表面所反射的反射光束通过第四透镜422聚光后由第二光接收器42的第二光接收组件421接收，以便藉由该第二光接收器42的输出信号，利用飞行时间法(TOF)校正三角量测远距离的误差。本实施例省略第二激光光源41，可使整体构造简化，成本较为降低。

[第三实施例]

参阅图3，本实施例揭示该激光测距装置应用于扫地机6。该本体1可转动地设置在一扫地机6上，该扫地机6可设有吸尘机构或刷轮机构等，以便用于吸尘及扫地等操作。因该扫地机6属于已知技术，且本实用新型并不限制扫地机6的结构，故不予以详述。该本体1的外缘设有一第一皮带轮11，扫地机6上设置有一马达61及一第二皮带轮62，第二皮带轮62连接于马达61，第二皮带轮62可被马达61驱动旋转，且第一皮带轮11与第二皮带轮62之间连接一皮带63，因此第二皮带轮62被马达61驱动旋转时，可以通过皮带63及第一皮带轮11传动该激光测距装置旋转，使该激光测 距装置可作出360度环绕扫描的动作，以达到快速扫描及测距的目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非意在局限本实用新型的专利保护范围。因此，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效变化，均包含于本实用新型的权利保护范围内，予以说明。

附图标记说明

1 本体

11 第一皮带轮

2 第一激光光源

21 第一激光二极管

22 第一透镜

3 第一光接收器

31 第一光接收组件

32 第二透镜

4 校正模块

41 第二激光光源

411 第二激光二极管

412 第三透镜

42 第二光接收器

421 第二光接收组件

422 第四透镜

5 电路板

6 扫地机

61 马达

62 第二皮带轮

63 皮带

Ll、L2、L3、L4 光轴

r 夹角 。

Claims (10)

1.一种具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，包括：

一本体；

一第一激光光源，该第一激光光源设置在该本体上，该第一激光光源包含第一激光二极管；

一第一光接收器，该第一光接收器设置在该本体上，该第一光接收器包含第一光接收组件；以及

一校正模块，该校正模块设置在该本体上，该校正模块包含一第二激光光源及一第二光接收器，该第二激光光源包含第二激光二极管，该第二光接收器包含第二光接收组件，该校正模块用于校正量测的误差。

2.根据权利要求1所述的具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，该校正模块设置在该第一激光光源与该第一光接收器之间，且该校正模块的前端凸出于该第一激光光源的前端及该第一光接收器的前端。

3.根据权利要求1所述的具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，该第一光接收组件为CMOS图像感测组件，该第二光接收组件为雪崩光二极管或光二极管。

4.根据权利要求1所述的具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，该第一光接收器的光轴与该第一激光光源的光轴呈倾斜状，该第一光接收器的光轴与该第一激光光源的光轴之间形成一夹角。

5.根据权利要求1所述的具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，该第二激光光源的光轴及该第二光接收器的光轴与该第一激光光源的光轴相互平行。

6.一种具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，包括：

一本体；

一第一激光光源，该第一激光光源设置在该本体上，该第一激光光源包含第一激光二极管；

一第一光接收器，该第一光接收器设置在该本体上，该第一光接收器包含第一光接收组件；以及

一校正模块，该校正模块设置在该本体上，该校正模块包含一第二光接收器，该第二光接收器包含第二光接收组件，该校正模块用于校正量测的误差。

7.根据权利要求6所述的具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，该校正模块设置在该第一激光光源与该第一光接收器之间，该校正模块靠近该第一激光光源，该校正模块的前端与该第一激光光源的前端齐平。

8.根据权利要求6所述的具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，该第一光接收组件为CMOS图像感测组件，该第二光接收组件为雪崩光二极管或光二极管。

9.根据权利要求6所述的具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，该第一光接收器的光轴与该第一激光光源的光轴呈倾斜状，该第一光接收器的光轴与该第一激光光源的光轴之间形成一夹角。

10.根据权利要求6所述的具有校正功能的激光测距装置，其特征在于，该第二光接收器的光轴与该第一激光光源的光轴相互平行。