CN205826860U - 探头及使用该探头的探测装置和可移动设备 - Google Patents
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Abstract
一种探头，应用于探测装置上，其包括发射组件，其特征在于：所述发射组件为环形信号源，所述环形信号源能够向其周围360°方向发射信号，以形成环形信号。所述发射组件包括发射器以及扩散器，所述扩散器邻近所述发射器设置，所述发射器发射的信号经过所述扩散器扩散后，能够形成所述环形信号本实用新型还提供一种使用该探头的探测装置以及使用该探测装置的可移动设备。上述的可移动设备、探测装置以及探头，其探测周围障碍物的覆盖范围相对较大。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种探头及使用该探头的探测装置和可移动设备。
背景技术
通常情况下，由于激光雷达发射的激光信号较为可靠、稳定，人们常采用激光雷达作为测距传感器或障碍物探测器。然而，激光雷达的激光发射角度较小，其在测距或执行障碍物探测工作时，发射激光所覆盖的探测范围较小。
实用新型内容
鉴于以上内容，有必要提供一种探测范围相对较大的探头及使用该探头的探测装置，以及使用该探测装置的可移动设备。
一种探头，应用于探测装置上，其包括发射组件。所述发射组件为环形信号源，所述环形信号源能够向其周围360°方向发射信号，以形成环形信号。所述发射组件包括发射器以及扩散器，所述扩散器邻近所述发射器设置，所述发射器发射的信号经过所述扩散器扩散后，能够形成所述环形信号。
进一步地，所述发射器为光源，其能够发射脉冲光信号或/及连续光信号。
进一步地，所述发射器为LED光源或激光二极管；
或/及，所述发射组件还包括调制器，所述调制器与所述发射器电连接，所述调制器用于进行信号调制，使所述发射器发射出脉冲光信号或连续光信号。
进一步地，所述发射器为N个，N大于或等于2，N个所述发射器彼此邻近设置，N个所述发射器发出的信号的组合覆盖的角度为360°，且N个所述发射器发出的信号的组合能够共同形成所述环形信号。
进一步地，N个所述发射器呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号覆盖角度为（360/N）°。
进一步地，所述发射器为四个，四个所述发射器呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号覆盖角度为90°。
进一步地，所述扩散器包括圆柱透镜，所述发射器设置于所述圆柱透镜的一侧，所述发射器发射的信号能够穿过所述圆柱透镜并被散射。
进一步地，所述发射器及所述扩散器均为N个，N大于或等于2；每个发射器对应于一个所述扩散器设置，N个所述发射器发出的信号经对应的所述扩散器扩散后的信号的组合覆盖的角度为360°，以形成所述环形信号。
进一步地，N个所述发射器呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号经对应的所述扩散器扩散后，信号覆盖角度为（360/N）°。
进一步地，所述发射器为四个，四个所述发射器呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号经对应的所述扩散器扩散后，信号覆盖角度为90°。
进一步地，所述扩散器包括圆锥反射镜，所述发射器设置于所述圆锥反射镜的一端，使所述发射器发射的信号能够被所述圆锥反射镜的侧面所反射，以形成所述环形信号。
进一步地，所述圆锥反射镜的侧面包括以下曲面中的至少一种：标准圆锥面，平面，凹曲面，凸曲面。
进一步地，所述发射器为一个，一个所述发射器邻近所述圆锥反射镜的圆锥顶设置。
一种探测装置，其包括如上任一项所述的探头。
进一步地，所述探测装置还包括接收器，所述接收器邻近所述探头设置，并用于接收由所述发射组件所发出的发射信号经由障碍物反射后的反射信号。
进一步地，所述接收器包括感光芯片。
进一步地，所述感光芯片内设置有至少两个快门，通过开启和关闭所述至少两个快门，以探测所述反射信号与所述发射信号之间的相位差，根据所述相位差计算所述障碍物与所述探测装置之间的距离；
或/及，所述探测装置还包括分别与所述发射组件及所述接收器电连接的控制器，所述控制器能够根据所述反射信号以及所述发射信号之间的相位差，计算所述障碍物相对所述探测装置的距离；所述控制器还能够根据所述反射信号的偏转角，计算所述障碍物相对所述探测装置的角度。
进一步地，至少两个所述快门包括第一快门及第二快门，所述第一快门及所述第二快门的相位不相同。
进一步地，所述第一快门及所述第二快门的相位相差180°；
或/及，所述第一快门为一个或多个，所述第二快门为一个或多个。
进一步地，所述探测装置还包括聚集器，所述聚集器邻近所述接收器设置，并用于将所述反射后信号汇聚在所述接收器上。
进一步地，所述聚集器包括广角镜头。
进一步地，所述聚集器包括鱼眼镜头。
进一步地，所述鱼眼镜头的视场角为230°；
或/及，所述聚集器平行于所述接收器设置。
进一步地，所述聚集器包括反射件以及聚集件，所述聚集件设置在所述反射件与所述接收器之间；所述反射件用于将所述反射信号再次反射至所述聚集件上，所述聚集件用于将经所述反射件反射后的信号汇聚在所述接收器上。
进一步地，所述反射件包括圆锥反射镜，所述圆锥反射镜的圆锥顶邻近所述聚集件设置，所述聚集件包括聚光透镜。
进一步地，所述圆锥反射镜的侧面包括以下曲面中的至少一种：标准圆锥面，平面，凹曲面，凸曲面；
或/及，所述圆锥反射镜的圆锥角为45°；
或/及，所述聚集件包括凸透镜。
进一步地，所述探测装置还包括控制器，所述控制器分别与所述发射组件及所述接收器电连接，所述控制器能够根据所述反射信号以及所述发射信号，计算所述障碍物相对所述探测装置的方位。
一种可移动设备，包括机身以及如上任一项所述的探测装置，所述探测装置设置于所述机身上。
进一步地，所述可移动设备还包括惯性测量系统，所述惯性测量系统能够检测所述可移动设备的运行姿态；
或/及，所述可移动设备为无人飞行器、无人车或无人船。
上述的探头采用了环形信号源作为发射组件，所述环形信号源能够向其周围360°方向发射信号，以形成环形信号，这就使所述探头发射的信号的覆盖面相对较广，且在此基础上，所述探头的整体体积相对较小。
附图说明
图1为本实用新型实施方式中的探测装置的元件模块示意图。
图2为图1所示探测装置的发射组件的示意图。
图3为图2所示的发射组件的一具体实施方式的示意图。
图4为图2所示的发射组件的另一具体实施方式的示意图。
图5为图1所示的探测装置的一具体实施方式的示意图。
图6为图5所示的探测装置的接收组件的示意图。
图7为图6所示的探测装置的接收组件的另一视角的示意图。
图8为图1所示的探测装置的另一具体实施方式的示意图。
图9为本实用新型实施方式中无人机的示意图。
主要元件符号说明
| 探测装置 | 100 |
| 控制器 | 10 |
| 发射组件 | 30 |
| 发射器 | 32 |
| 调制器 | 34 |
| 扩散器 | 36 |
| 接收组件 | 50 |
| 接收器 | 52 |
| 聚集器 | 54 |
| 反射件 | 541 |
| 聚集件 | 543 |
| 无人机 | 200 |
| 机身 | 22 |
| 控制装置 | 24 |
| 动力装置 | 26 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或／及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实用新型实施方式提供一种探头，应用于探测装置上，其包括发射组件。所述发射组件为环形信号源，所述环形信号源能够向其周围360°方向发射信号，以形成环形信号。所述发射组件包括发射器以及扩散器，所述扩散器邻近所述发射器设置，所述发射器发射的信号经过所述扩散器扩散后，能够形成所述环形信号。
本实用新型实施方式还提供一种探测装置，其包括探头。所述探头包括发射组件。所述发射组件为环形信号源，所述环形信号源能够向其周围360°方向发射信号，以形成环形信号。所述发射组件包括发射器以及扩散器，所述扩散器邻近所述发射器设置，所述发射器发射的信号经过所述扩散器扩散后，能够形成所述环形信号。
本实用新型实施方式还提供一种可移动设备及探测装置，所述探测装置设置于所述机身上。所述探测装置包括探头。所述探头包括发射组件。所述发射组件为环形信号源，所述环形信号源能够向其周围360°方向发射信号，以形成环形信号。所述发射组件包括发射器以及扩散器，所述扩散器邻近所述发射器设置，所述发射器发射的信号经过所述扩散器扩散后，能够形成所述环形信号。
下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，本实用新型实施方式提供一种探测装置100，所述探测装置100用于探测其周围的障碍物，并判断该障碍物相对该探测装置100的方位。所述探测装置100还可以用于三维成像系统或三维建模系统中，通过所述探测装置100探测所述障碍物上每一单位区域的相对方位信息后，构建所述障碍物的外形轮廓，即可进行三维成像或三维建模。可以理解的是，所述探测装置100还可以用于其它的场合，如应用于空间场景模拟，或者应用于无人飞行器、无人驾驶车辆的自动避障系统中，本说明书不作一一例举。
其中，所述障碍物可以理解为处于所述探测信号的传播路径上或者传播路径附近，可能对所述探测信号的传播造成阻碍的物体，所述障碍物能够反射所述探测信号。
所述探测装置100包括控制器10、发射组件30及接收组件50。具体在图示的实施例中，所述发射组件30及所述接收组件50分别与所述控制器10电性连接。
所述控制器10用于控制所述发射组件30发射信号，若所述信号遇到障碍物，则会反射至所述接收组件50中。所述接收组件50用于接收反射后的信号，并将所述反射后的信号转换成电信号后，将该电信号传输至所述控制器10中。所述控制器10还用于根据所述电信号计算该障碍物相对于所述探测装置100之间的距离或/及角度。进一步地，所述发射组件30还用于向多个方向发射所述信号，所述控制器10用于根据所述信号的反射信号计算所述探测装置100周围的多个方向上的障碍物相对于所述探测装置100之间的距离或/及角度。
具体而言，所述控制器10分别与所述发射组件30及所述接收组件50电连接，所述控制器10用于根据所述接收组件50接收的信号以及所述发射组件30发射的信号，计算所述障碍物相对所述探测装置100的方位。优选地，所述控制器10用于根据所述接收组件50接收的信号以及所述发射组件30发射的信号之间的相位差，计算所述障碍物相对所述探测装置100的距离。优选地，所述控制器10用于根据所述接收组件50接收的信号的偏转角，计算所述障碍物相对所述探测装置100的距离。
在本实施方式中，所述发射组件30为环形信号源，所述发射组件30能够向其周围360°方向发射信号，以形成环形信号。具体而言，所述发射组件30包括发射器32。
在本实施方式中，所述发射器32为LED光源，所述发射器32所发出的信号为光信号。所述发射器32能够在所述控制器10的控制下发射脉冲光信号或/及连续光信号。进一步地，所述发射组件30还包括调制器34，所述调制器34与所述发射器32电连接，所述调制器34用于在所述控制器10的控制下，对所述发射器32进行信号调制，使所述发射器32发射出脉冲光信号或连续光信号。可以理解的是，在一些实施方式中，所述发射器32也可发射其他类型的发射光源，例如，所述发射器32可以为激光发射器/激光二极管，其并不限于本实用新型实施例所描述。
请同时参阅图2，在本实施方式中，所述发射器32的数量为四个，四个所述发射器32彼此邻近设置，且四个所述发射器发出的信号覆盖的角度大致为环形的360°，且多个所述发射器32发出的信号能够共同形成所述环形信号。具体在图示的实施方式中，四个所述发射器32的型号大致相同，每个所述发射器32发射的信号覆盖角度均大致相同。优选地，四个所述发射器32呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号覆盖角度为90°。
可以理解，在其他的实施方式中，所述发射器32的数量可以为其他数量，并不局限于本实用新型实施例所描述。例如，所述发射器32的数量可以为一个、两个、三个、五个……甚至更多。当所述发射器32的数量为一个时，所述发射器32本身为环形信号源，其发射的信号的覆盖角度大致为环形的360°。当所述发射器32的数量为两个时，所述发射器32发射的信号的覆盖角度大致为180°。当所述发射器32的数量为N个时，N个所述发射器32可以呈中心对称设置，每个所述发射器32发射的信号覆盖角度大致为（360/N）°。同样可以理解的是，当所述发射器32的数量为N个时，N个所述发射器32的类型可以不相同，或/且，N个所述发射器32发射的信号覆盖角度也可以不相同，而使N个所述发射器32发射的信号能够向所述发射组件30周围360°方向发射信号，以形成所述环形信号即可。
请同时参阅图3，可以理解，在其他的实施方式中，所述发射组件30还可以包括邻近所述发射器32设置的扩散器36，所述发射器32发射的信号经过所述扩散器36扩散后，能够形成所述环形信号。此时，一个或多个所述发射器32发出的信号覆盖角度可以不覆盖其周围360°。
具体在图3所示的实施方式中，所述扩散器36为圆柱透镜，具体的，扩散器36可以为凹面透镜，其数量为多个。多个所述扩散器36与多个所述发射器32一一对应。每个所述扩散器36设置于对应的所述发射器32发光的一侧，使所述发射器32发射的信号能够穿过所述扩散器36并被散射。多个所述发射器32发出的信号经对应的所述扩散器36扩散后，信号覆盖的角度大致为360°，以形成所述环形信号。具体而言，当所述发射器32的数量为N个且每个所述发射器32的类型均大致相同时，每个所述发射器32发射的信号经对应的所述扩散器36扩散后，信号覆盖角度大致为（360/N）°。具体如图3所示，所述扩散器36为四个，每个所述扩散器36邻近对应的所述发射器32设置，每个所述发射器32发射的信号经对应的所述扩散器36扩散后，信号覆盖角度大致为90°。可以理解，在一些实施方式中，当N个所述发射器32的类型不相同，或/且，N个所述发射器32发射的信号覆盖角度不相同时，使N个所述发射器32发射的信号经对应的所胡扩散器36扩散后，能够向所述发射组件30周围360°方向发射信号，以形成所述环形信号。
请同时参阅图4，图4示出了所述扩散器36的另一具体形态。在一些实施方式中，所述扩散器36圆锥反射镜。具体在图4所示的实施方式中，所述扩散器36及所述发射器32的数量均为一个。所述扩散器36设置于所述发射器32发光的一侧，且所述发射器32邻近所述扩散器36的圆锥顶设置。所述发射器32发射的信号能够被所述扩散器36的侧面所反射，以形成所述环形信号。进一步地，所述扩散器36的侧面为标准圆锥面。可以理解，在其他的实施方式中所述扩散器36的侧面可以为其他曲面，例如，所述扩散器36的侧面可以为平面、凹曲面、凸曲面等等，或者，所述扩散器36的侧面可以为上述曲面的任意一种或多种的组合，并不局限于本实用新型实施例所描述。
请同时参阅图5，所述接收组件50邻近所述发射组件30设置，其用于接收所述发射组件30所发射的信号经障碍物反射后的反射信号，并将所述反射信号传输至所述控制器10中，以允许所述控制器10根据所述反射信号计算所述障碍物相对所述探测装置100所处的方位。
在本实施方式中，所述接收组件50包括接收器52及聚集器54。所述聚集器54邻近所述接收器52设置。所述反射信号经由所述聚集器54集中后，入射至所述接收器52，所述接收器52将所述反射信号转换为电信号后，传输至所述控制器10中。
在本实施方式中，所述接收器52为感光芯片。所述接收器52内设置有多个快门（图中未示出），所述快门通过开启和关闭，使所述接收器52能够接收到所述反射后的信号，以允许所述控制器10能够根据所述接收器52接收到的信号计算所述障碍物与所述探测装置之间的距离或/及角度。
具体而言，所述控制器10能够根据所述能够根据所述接收器52接收的信号以及所述发射组件30发射的信号之间的相位差，计算所述障碍物相对所述探测装置100的距离。具体在本实施方式中，多个所述快门至少包括第一快门及第二快门，所述第一快门及所述第二快门的相位不相同，使所述接收器52分别在所述第一快门及所述第二快门开启的时间内，能够接收到不同强度的信号。设所述第一快门在开启时，所述接收器52收到的信号强度（若所述发射组件30发射的信号为光信号时，所述光强度为等效光电子的数量）为Q1，设所述第二快门在开启时，所述接收器52接收到的信号强度为Q2，则所述接收器52接收到的信号与所述发射器发射的信号之间的相位差为Δψ=Q2/（Q2+Q1）。所述控制器10根据所述相位差Δψ，能够计算所述障碍物相对所述探测装置100的距离D为：
D=c*π*Δψ/ω。
其中：c为介质中所述信号传播的速度，若所述发射组件30发射的信号为光信号时，c为介质中的光速；ω为信号的调制频率。
优选地，所述第一快门及所述第二快门的相位相差180°。可以理解，在一些实施方式中，所述第一快门及所述第二快门的数量均不局限于一个，例如，所述第一快门的数量为一个或多个，所述第二快门的数量为一个或多个。
例如，设所述第一快门及所述第二快门的数量均为N个，且所述第一快门及所述第二快门的相位相差180°；设每个所述第一快门在开启时，所述接收器52收到的信号强度（若所述发射组件30发射的信号为光信号时，所述光强度为等效光电子的数量）为Q1，设每个所述第二快门在开启时，所述接收器52接收到的信号强度为Q2。
则多个所述第一快门在开启时，所述接收器52收到的信号强度Q11为：
多个所述第二快门在开启时，所述接收器52收到的信号强度Q21为：
则所述接收器52接收到的信号与所述发射器发射的信号之间的相位差为Δψ1=Q21/（Q21+Q11）。所述控制器10根据所述相位差Δψ1，能够计算所述障碍物相对所述探测装置100的距离D1为：
D1=c*π*Δψ1/ω。
其中：c为介质中所述信号传播的速度，若所述发射组件30发射的信号为光信号时，c为介质中的光速；ω为信号的调制频率。
请同时参阅图6及图7，在本实施方式中，所述聚集器54为广角镜头。优选地，所述聚集器54为鱼眼镜头，其视场角为230°。所述聚集器54邻近所述接收器52设置，且所述聚集器54大致平行于所述接收器52。所述聚集器54用于将所述反射后的信号汇聚在所述接收器52上，以允许所述控制器10能够根据所述接收器52接收到的信号计算所述障碍物与所述探测装置之间的角度。
具体而言，所述控制器10还能够根据所述接收器52接收的信号的偏转角度，计算所述障碍物相对所述探测装置100的角度。设所述反射后的信号以β角入射至所述聚集器54后，所述聚集器54将所述反射后的信号折射至所述接收器52上，所述反射后的信号经过所述聚集器54的偏转角为α。根据所述接收器52的折射特性，可以得出：
β=k*α，
其中，k为所述聚集器54的畸变参数。
因此，根据所述能够根据所述聚集器54接收的所述反射后的信号的偏转角度α，能够计算出所述反射后的信号入射所述探测装置100的角度β，从而计算所述障碍物相对所述探测装置100的角度。
可以理解，在其他的一些实施方式中，所述聚集器54可以不局限于为广角镜头。例如，请同时参阅图8，图8示出了所述聚集器54的另一具体形态。具体而言，所述聚集器54可以包括反射件541以及聚集件543。所述聚集件543设置在所述反射件541与所述接收器52之间；所述反射件541用于将所述反射后的信号再次反射至所述聚集件543上，所述聚集件543用于将经所述反射件541反射后的信号汇聚在所述接收器52上。
在本实施方式中，所述反射件541为圆锥反射镜。所述反射件541的圆锥顶邻近所述聚集件543设置。由所述障碍物反射后的信号能够被所述反射件541的侧面所反射，以射入所述聚集件543，从而允许所述聚集件543将所述反射后的信号汇聚至所述接收器52上。进一步地，所述反射件541的侧面为标准圆锥面。可以理解，在其他的实施方式中，所述反射件541的侧面可以为其他曲面，例如，所述反射件541的侧面可以为平面、凹曲面、凸曲面等等，或者，所述反射件541的侧面可以为上述曲面的任意一种或多种的组合，并不局限于本实用新型实施例所描述。进一步地，所述反射件541的圆锥角为45°。
在本实施方式中，所述聚集件543为聚光透镜。优选地，所述聚集件543为凸透镜。
在本实施方式中，所述探测装置100应用于障碍物检测的工作中。所述发射器32持续地向周围发射所述环形信号。若所述探测装置100周围存在障碍物，则投射到所述障碍物上的所述信号会反射至所述接收组件50中。所述接收组件50将其接收到的经所述障碍物反射后的信号转变为电信号后，传输至所述控制器10中。所述控制器10根据所述接收器接收的信号的偏转角，计算所述障碍物所处的方向；所述控制器10还根据所述接收器52接收的信号以及所述发射组件30发射的信号之间的相位差，计算所述障碍物与所述探测装置100之间的距离，从而可以确定出所述障碍物相对于所述探测装置100所处的方位。
可以理解，在其他的一些实施例中，所述探测装置100可以应用于三维成像或三维建模的工作中。利用所述探测装置100探测其周围的障碍物上每一单位区域的相对方位信息后，构建所述障碍物的外形轮廓，即可进行三维成像或三维建模。具体地，所述发射器32持续地向所述探测装置100周围空间内的所有方向发射信号。所述控制器10同时记录每一单位方向上的所述信号的反射距离，从而得出该方向上的障碍物与所述探测装置100之间的距离信息。然后，所述控制器10根据所述探测装置100周围空间内每一单位方向上的障碍物的信息，重建出所述探测装置100周围空间的外形轮廓，即可进行三维成像或三维建模。若需构建更大空间的三维模型，可以采用多个所述探测装置100协同工作。
本实用新型实施方式中的所述探测装置100可以应用于无人机的障碍物探测工作中。
请同时参阅图9，本实用新型还提供一种无人机200，所述无人机200包括机身22、控制装置24、动力装置26以及上述的探测装置100。具体在图式的实施例中，所述控制装置24、所述动力装置26及所述探测装置100均设置于所述机身22上。
所述控制装置24用于控制所述无人机200整体运行，所述动力装置26用于为所述无人机200提供行进的动力。所述探测装置100能够检测所述无人机200周围的障碍物信息，并将该障碍物信息传输至所述控制装置24中。所述控制装置24能够根据所述障碍物信息，控制动力装置26运转，以使所述无人机200避开所述障碍物。
本实用新型的探测装置100，其控制器10及发射组件30构成一探头的结构，由于该探头采用了环形信号源作为所述发射组件30，所述环形信号源能够向其周围360°方向发射信号，以形成所述环形信号，这就使所述探测装置100及所述探头发射的信号的覆盖面相对较广，所述探测装置100的探测覆盖范围相对较广，且在此基础上，所述探头的整体体积相对较小。
另外，所述探测装置100的控制器10能够根据所述接收组件50接收的信号以及所述发射组件30发射的信号之间的相位差，计算所述障碍物相对所述探测装置100的距离，其计算精度较高，且对信号源的信号功率及灵敏度的要求相对较低，有利于降低所述探测装置100的成本。
可以理解，所述探测装置100不局限于在自动避障系统中应用，其还可以应用于三维成像系统、三维建模系统或者空间场景模拟系统中。甚至，所述探测装置100还可以应用于定位系统中。
具体而言，所述无人机200内可以设置有惯性测量系统及自主定位系统，所述惯性测量系统用于检测所述无人机200当前的运动状态以及飞行姿态，所述自主定位系统用于实现所述无人机200自主定位。当所述无人机200采用所述探测装置100检测周围障碍物相对所述无人机200的相对方位后，能够建立其周围环境的模拟空间（请参上述有关所述探测装置100在三维建模中的应用）。所述无人机200获取所述探测装置100与其周围障碍物之间的相对位置后，所述自主定位系统通过即时定位与地图构建（simultaneous localizationand mapping，SLAM）算法，并结合所述惯性测量系统所测得所述无人机200当前的飞行姿态，能够最终确定所述无人机200在所述模拟空间中的位置，从而可以实现自主定位的功能。
可以理解，所述探测装置100的装设于所述无人机200上的位置不受限制，其可以装设在所述无人机200上的任何部位，例如，装设于所述机身22的上表面、下表面或侧面等，还可装设在所述动力装置上。可以理解，为了扫描并检测更大空间内的障碍物，所述无人机200上可以设置有多个所述探测装置100。
在本实用新型实施方式中，所述无人机200为旋翼飞行器，其用于搭载照相机、摄像机等拍摄装置进行航拍作业。可以理解，所述无人机200还可以用于地图测绘、灾情调查和救援、空中监控、输电线路巡检等工作。同样可以理解的是，所述无人机200还可以为固定翼飞行器。
可以理解，所述探测装置100不局限于在所述无人机中应用，其还可以应用于其他的可移动设备或遥控移动装置如无人驾驶车辆、无人驾驶船舶的自动避障系统中，本说明书不作一一赘述。
以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照以上实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (29)
1.一种探头，应用于探测装置上，其包括发射组件，其特征在于：所述发射组件为环形信号源，所述环形信号源能够向其周围360°方向发射信号，以形成环形信号；所述发射组件包括发射器以及扩散器，所述扩散器邻近所述发射器设置，所述发射器发射的信号经过所述扩散器扩散后，能够形成所述环形信号。
2.如权利要求1所述的探头，其特征在于：所述发射器为光源，其能够发射脉冲光信号或/及连续光信号。
3.如权利要求2所述的探头，其特征在于：所述发射器为LED光源或激光二极管；
或/及，所述发射组件还包括调制器，所述调制器与所述发射器电连接，所述调制器用于进行信号调制，使所述发射器发射出脉冲光信号或连续光信号。
4.如权利要求1所述的探头，其特征在于：所述发射器为N个，N大于或等于2；N个所述发射器彼此邻近设置，N个所述发射器发出的信号的组合覆盖的角度为360°，且N个所述发射器发出的信号的组合能够共同形成所述环形信号。
5.如权利要求4所述的探头，其特征在于：N个所述发射器呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号覆盖角度为（360/N）°。
6.如权利要求4所述的探头，其特征在于：所述发射器为四个，四个所述发射器呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号覆盖角度为90°。
7.如权利要求1所述的探头，其特征在于：所述扩散器包括圆柱透镜，所述发射器设置于所述圆柱透镜的一侧，所述发射器发射的信号能够穿过所述圆柱透镜并被散射。
8.如权利要求7所述的探头，其特征在于：所述发射器及所述扩散器均为N个，N大于或等于2；每个所述发射器对应于一个所述扩散器设置，N个所述发射器发出的信号经对应的所述扩散器扩散后的信号的组合覆盖的角度为360°，以形成所述环形信号。
9.如权利要求8所述的探头，其特征在于：N个所述发射器呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号经对应的所述扩散器扩散后，信号覆盖角度为（360/N）°。
10.如权利要求8所述的探头，其特征在于：所述发射器为四个，四个所述发射器呈中心对称设置，每个所述发射器发射的信号经对应的所述扩散器扩散后，信号覆盖角度为90°。
11.如权利要求1所述的探头，其特征在于：所述扩散器包括圆锥反射镜，所述发射器设置于所述圆锥反射镜的一端，使所述发射器发射的信号能够被所述圆锥反射镜的侧面所反射，以形成所述环形信号。
12.如权利要求11所述的探头，其特征在于：所述圆锥反射镜的侧面包括以下曲面中的至少一种：标准圆锥面，平面，凹曲面，凸曲面。
13.如权利要求11所述的探头，其特征在于：所述发射器为一个，一个所述发射器邻近所述圆锥反射镜的圆锥顶设置。
14.一种探测装置，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的探头。
15.如权利要求14所述的探测装置，其特征在于：所述探测装置还包括接收器，所述接收器邻近所述探头设置，并用于接收由所述发射组件所发出的发射信号经由障碍物反射后的反射信号。
16.如权利要求15所述的探测装置，其特征在于：所述接收器包括感光芯片。
17.如权利要求16所述的探测装置，其特征在于：所述感光芯片内设置有至少两个快门，通过开启和关闭所述至少两个快门，以探测所述反射信号与所述发射信号之间的相位差，根据所述相位差计算所述障碍物与所述探测装置之间的距离；
或/及，所述探测装置还包括分别与所述发射组件及所述接收器电连接的控制器，所述控制器能够根据所述反射信号以及所述发射信号之间的相位差，计算所述障碍物相对所述探测装置的距离；所述控制器还能够根据所述反射信号的偏转角，计算所述障碍物相对所述探测装置的角度。
18.如权利要求17所述的探测装置，其特征在于：至少两个所述快门包括第一快门及第二快门，所述第一快门及所述第二快门的相位不相同。
19.如权利要求18所述的探测装置，其特征在于：所述第一快门及所述第二快门的相位相差180°；
或/及，所述第一快门为一个或多个，所述第二快门为一个或多个。
20.如权利要求15所述的探测装置，其特征在于：所述探测装置还包括聚集器，所述聚集器邻近所述接收器设置，并用于将所述反射后信号汇聚在所述接收器上。
21.如权利要求20所述的探测装置，其特征在于：所述聚集器包括广角镜头。
22.如权利要求20所述的探测装置，其特征在于：所述聚集器包括鱼眼镜头。
23.如权利要求22所述的探测装置，其特征在于：所述鱼眼镜头的视场角为230°；
或/及，所述聚集器平行于所述接收器设置。
24.如权利要求20所述的探测装置，其特征在于：所述聚集器包括反射件以及聚集件，所述聚集件设置在所述反射件与所述接收器之间；所述反射件用于将所述反射信号再次反射至所述聚集件上，所述聚集件用于将经所述反射件反射后的信号汇聚在所述接收器上。
25.如权利要求24所述的探测装置，其特征在于：所述反射件为圆锥反射镜，所述圆锥反射镜的圆锥顶邻近所述聚集件设置，所述聚集件包括聚光透镜。
26.如权利要求25所述的探测装置，其特征在于：所述圆锥反射镜的侧面包括以下曲面中的至少一种：标准圆锥面，平面，凹曲面，凸曲面；
或/及，所述圆锥反射镜的圆锥角为45°；
或/及，所述聚集件为凸透镜。
27.如权利要求15所述的探测装置，其特征在于：所述探测装置还包括控制器，所述控制器分别与所述发射组件及所述接收器电连接，所述控制器能够根据所述反射信号以及所述发射信号，计算所述障碍物相对所述探测装置的方位。
28.一种可移动设备，包括机身，其特征在于，所述可移动设备还包括权利要求14-27中任一项所述的探测装置，所述探测装置设置于所述机身上。
29.如权利要求28所述的可移动设备，其特征在于：所述可移动设备还包括惯性测量系统，所述惯性测量系统能够检测所述可移动设备的运行姿态；
或/及，所述可移动设备为无人飞行器、无人车或无人船。
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