CN205880217U - 旋转式测距雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种旋转式测距雷达，包括：底座，相对于底座可旋转的旋转台，设置于底座上的供电单元、第一通信单元，以及设置于旋转台上的受电单元、第二通信单元以及多个光测距单元；多个光测距单元互不遮挡。多个光测距单元优选是均匀分布在旋转台上。供电单元和受电单元之间采用非接触式供电；第一通信单元和第二通信单元之间采用非接触式数据传输。本实用新型成本低廉，采用非接触式供电和非接触式数据传输，简化了结构设计，降低了干扰，在保持单个光测距单元性能不变的情况下，成倍提高了测距雷达的整机采样速率。

Description

旋转式测距雷达

技术领域

本实用新型涉及雷达技术领域，特别是涉及一种包括多个光测距单元的旋转式测距雷达。

背景技术

激光雷达是光电辐射探测和传统雷达的基础上发展起来的主动成像技术，其在沿用电磁雷达测距原料的基础上，采用探测波长更短的光作为探测光源，相对于微波雷达和毫米波具有更高的空间分辨率，可实现目标轮廓达毫米量级的高分辨率空间成像，广泛应用于各个技术领域当中。激光测距是利用激光对被测物体的距离进行准确测定的方法，其在工作时向被测物体发射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时单元测定激光束从发射到接收的时间，计算出被测物体的距离。

自主机器人在运动的过程中，需要实时的感知其周围的动态或静态环境，并对获取的环境信息进行分析融合，构建地图，从而决策最优行进路线。旋转式激光测距雷达因其具有360度全覆盖、测距精度高、响应快、体积小等特点，逐步成为环境测量感知领域的主流传感器，被广泛应用在移动机器人或空间测量装置中。现有的旋转式激光测距雷达的激光测距单元主要采用三角测距法或脉冲测距法(TOF)等方式进行测距，且测距的采样速率主要受限于激光功率(必须满足安全标准class1)、曝光时间和传统的串行通讯速率。因此，期待通过这几方面的改善来大幅提升旋转式激光测距雷达的测量分辨率和测量速度是比较有限的。

目前，自主机器人由于其行动越来越灵活，移动速度越来越快，因此，其对旋转式激光测距雷达的要求越来越高。现有的旋转式激光测距雷达的测量速度和分辨率无法满足自主机器人的需求。在保证测量精度和稳定性前提下，提高激光雷达的分辨率，必须降低旋转扫描速度，采样速率也会随之降低。如此，势必减缓360度全覆盖测距的测距速度。因此，如何在保证测距速度的同时提高旋转式测距雷达的测量分辨率是目前本领域的技术人员所亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种旋转式测距雷达，用于解决现有技术中如何在现有的旋转扫描速度下成倍提升测距的采样速率，在保持测距速率的情况下提高光测距雷达的测量分辨率的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种旋转式测距雷达，包括：底座、 旋转台、供电单元、受电单元、第一通信单元、第二通信单元和多个光测距单元；其中，所述旋转台相对于所述底座是可旋转的；所述供电单元和所述第一通信单元设置于所述底座上；所述受电单元、所述第二通信单元和多个所述光测距单元设置于所述旋转台上，且多个所述光测距单元互不遮挡；所述受电单元分别与多个所述光测距单元连接；所述供电单元和所述受电单元之间采用非接触式供电；所述第一通信单元和所述第二通信单元之间采用非接触式数据传输。

于本实用新型的一实施例中，在所述旋转台上，多个所述光测距单元均匀分布在以所述旋转台的中心为圆心的圆周上。

于本实用新型的一实施例中，所述旋转式测距雷达还包括多个与所述光测距单元相匹配的支撑件；所述支撑件固定在所述旋转台上，所述光测距单元固定在所述支撑件上。

于本实用新型的一实施例中，多个所述光测距单元通过所述支撑架固定在同一平面或不同平面。

于本实用新型的一实施例中，所述光测距雷达包括激光测距单元、或红外光测距单元。

于本实用新型的一实施例中，所述激光测距单元包括激光发射器、滤光片、透镜和线阵CCD图像传感器，其中，所述激光发射器背向所述旋转台的中心设置，用于向外发送激光；所述线阵CCD图像传感器背向所述旋转台的中心设置，用于接收经过障碍物所反射回来的激光。

于本实用新型的一实施例中，所述激光测距单元包括激光发射器、激光接收器、计时器和数据处理器，其中，所述激光发射器背向所述旋转台的中心设置，用于向外发送激光；所述激光接收器背向所述旋转台的中心设置，用于接收经过障碍物所反射回来的激光。

于本实用新型的一实施例中，所述旋转式测距雷达还包括用于测量所述旋转台的转速和旋转角度的角度和转速测量单元，所述角度和转速测量单元设置在所述旋转台上。

于本实用新型的一实施例中，多个所述光测距单元与所述第二通信单元相连接，通过所述非接触式数据传输将所述光测距单元的测量数据传输至所述第一通信单元。

于本实用新型的一实施例中，所述旋转式测距雷达还包括设置于所述旋转台上的控制处理单元，所述控制处理单元分别与所述第二通信单元、多个所述光测距单元连接，用于对多个所述光测距单元的测量数据进行处理，并通过所述非接触式数据传输将处理结果传输至所述第一通信单元。

于本实用新型的一实施例中，所述第一通信单元和所述第二通信单元之间采用的非接触式数据传输包括：单路光信号传输、多路光信号传输、单路无线电信号传输、和/或多路无线 电信号传输。

于本实用新型的一实施例中，所述旋转式测距雷达还包括位于所述底座上的初级线圈和位于所述旋转台上的次级线圈；所述初级线圈与所述供电单元连接；所述次级线圈和所述受电单元连接；所述初级线圈和所述次级线圈之间通过磁耦合构成所述初级线圈和所述次级线圈之间的电能传输通道；通过所述电能传输通道实现了所述供电单元和所述受电单元之间的非接触式供电。

于本实用新型的一实施例中，所述初级线圈和所述次级线圈围绕所述旋转台的转动轴相向对应设置。

于本实用新型的一实施例中，所述第一通信单元与所述初级线圈连接，所述第二通信单元与所述次级线圈连接；通过将数据调制到电能传输波形中以在所述电能传输通道中传输，从而实现所述第一通信单元和所述第二通信单元之间的非接触式数据传输。

于本实用新型的一实施例中，所述旋转式测距雷达还包括位于所述底座上的第一耦合线圈和位于所述旋转台上的第二耦合线圈；所述第一耦合线圈连接在所述第一通信单元和所述初级线圈之间；所述第二耦合线圈连接在所述次级线圈和所述第二通信单元之间；通过所述第一耦合线圈和/或所述第二耦合线圈将数据耦合加载至电能传输波形中以在所述电能传输通道中传输，从而实现所述第一通信单元和所述第二通信单元之间的非接触式数据传输。

如上所述，本实用新型的旋转式光测距雷达，通过在360度的圆周上均匀设置多个光测距单元，使得在旋转扫描的任意时刻可以同时获取多个方位角的测量数据，等效采样速率提升了多倍，综合性能发生了质的改变。相较于其他的光测距雷达，本实用新型用较低的成本实现了测距采样速率的成倍提高，同时又保持了单个光测距单元的性能不变，特别适用于对实时性要求高的自主定位导航的机器人上。并且，通过非接触式供电和非接触式数据传输，降低了被干扰的风险，提高了产品的可靠性。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例公开的一种旋转式测距雷达的原理结构示意图。

图2显示为本实施新型的实施例公开的一种旋转式测距雷达的旋转台和底座的另一种连接方式的原理示意图。

图3显示为本实用新型的另一实施例公开的一种旋转式测距雷达的原理结构示意图。

图4显示为本实用新型的另一实施例公开的一种旋转式测距雷达的原理结构示意图。

图5显示为本实用新型的另一实施例公开的一种旋转式测距雷达的原理结构示意图。

图6显示为本实用新型实施例公开的一种包括2个激光测距单元的旋转式测距雷达，2个激光测距单元在旋转台表面的均匀分布设置示意图。

图7显示为本实用新型实施例公开的一种包括3个激光测距单元的旋转式测距雷达，3个激光测距单元在旋转台表面的均匀分布设置示意图。

图8显示为本实用新型的实施例公开的一种旋转式测距雷达的激光测距单元采用三角测距法的原理示意图。

图9显示为本实用新型实施例公开的一种包括2个激光测距单元的旋转式测距雷达进行测距的原理示意图。

图10显示为本实用新型的实施例公开的一种旋转式测距雷达的激光测距子单元采用TOF测距法的原理示意图。

元件标号说明

100 旋转式测距雷达

110 底座

120 旋转台

130 电机

131 主轴/转动轴

140 光测距单元/激光测距单元

141 支撑件

151 供电单元

152 受电单元

161 第一通信单元

162 第二通信单元

163 第一耦合线圈

164 第二耦合线圈

165 光通信单元

171 初级线圈

172 次级线圈

180 角度及转速测量子单元

190 控制处理单元

210 激光发射器

220 透镜

230 线阵CCD图像传感器

310 激光发射器

320 激光接收器

400 待测物体

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型公开了一种旋转式测距雷达，在供电单元和受电单元之间采用非接触式供电，在第一通信单元和第二通信单元之间采用非接触式数据传输；并且，本实用新型还通过在旋转台的360度的圆周上均匀设置互不遮挡的多个光测距单元，从而同时获取多个方位角的测量数据，在不增加旋转台的转速的同时，使得雷达的采样速率得到了成倍的提升。

如图1所示，本实施例的旋转式测距雷达100包括底座110、旋转台120、电机130、供电单元151、受电单元152、第一通信单元161、第二通信单元162、角度和转速测量单元180以及多个光测距单元140。在本实施例中，旋转台120相对于底座110的旋转是通过电机130来实现的，且旋转台120是绕转动轴131旋转的。当然，要实现旋转台120相对于底座110的旋转还可以通过很多其它方法实现，这些都是机械领域的常规方法，只要是能够实现旋转台120相对于底座110是可旋转的就在本实用新型的保护范围内。

本实施例中，列举了两种通过电机130实现旋转台120相对于底座110的旋转的方式：

其一，如图1所示，电机130固定安装在底座110上的，且电机130具有一主轴131，即旋转轴，旋转台120与电机130的主轴131连接，通过电机130带动主轴131转动，从而驱动旋转台120转动；优选地，主轴/旋转轴131穿过旋转台120的中心位置；

其二，如图2所示，电机130同样固定安装在底座110上，但是电机130并不与旋转台120直接相连，旋转台120与电机130的转子之间通过皮带或其它传动部件间接连接在一起，电机130的转子通过皮带或其他它传动部件带动旋转台120发生旋转。此种方式下，旋转轴131位于旋转台120的中心位置，且垂直于旋转台120所处平面。

此外，本实用新型的旋转式测距雷达100的底座110和旋转台120上还分别设置有很多的用于实现不同功能的用电器件(在说明书附图中未予以标识)。

供电单元151、第一通信单元161是设置于底座110上；光测距单元140、受电单元152、第二通信单元162是设置于旋转台120上的。

供电单元151和受电单元152之间采用非接触式供电。第一通信单元161和第二通信单元162之间采用非接触式数据传输。

在本实施例中，如图3所示，供电单元151和受电单元152之间的非接触式供电是通过初级线圈171和次级线圈172来实现的。其中，初级线圈171是设置于底座110上的，次级线圈172是设置于旋转台120上的，且，初级线圈171与供电单元151相连接，次级线圈172与受电单元152相连接。并且，在底座110和旋转台120上，初级线圈171和次级线圈172是相对应设置的，且大小匹配，相互耦合，且初级线圈171和次级线圈172间的距离是被控制在一定范围内的。初级线圈171是以电机130的主轴131为中心，设于底座110面向旋转台120的一面；与初级线圈171大小匹配、相互耦合的次级线圈172是对应设于旋转台120面向底座110的一面，并且，次级线圈172同样是以主轴131为中心。

初级线圈171和次级线圈172之间通过磁耦合构成了初级线圈171和次级线圈172之间的电能传输通道：初级线圈171根据输入的交流电能产生交变电磁场，对应地，次级线圈172根据该交变电磁场感应对应的交变电流，由此构成了初级线圈171和次级线圈172之间的电能传输通道，实现了初级线圈171和次级线圈172之间的非接触式电能传输。

并且，供电单元151与初级线圈171连接，受电单元152与次级线圈172连接。供电单元151借助于初级线圈171和次级线圈172之间的电能传输通道，将电能传输至受电单元152：供电单元151为初级线圈171提供交流电能；初级线圈171根据该交流电能产生交变电磁场，对应地，次级线圈172根据该交变电磁场感应对应的交变电流，并将该交变电流传输至受电单元152。从而通过初级线圈171和次级线圈172间的电能传输通道实现了供电单元151和受电单元152之间的非接触式供电。

当然，本实用新型的非接触式供电并不仅限于利用初级线圈和次级线圈的耦合这一种方式，只要是可实现供电单元和受电单元之间的非接触式供电均在本实用新型的保护范围内。

其中，供电单元151既可以直接采用蓄电池，也可以通过该外部电源接口，引入外部电源。其中外部电源接口设置在供电单元151上，且外部电源接口包括但不限于：USB接口、D型接口等等。

供电单元151还包括逆变电路，用于将直流电能转换为交流电能。需要说明的是，凡是能够将直流电能转换为交流电能的逆变电路均在本实用新型的保护范围内。并且，供电单元151还分别与底座110上设置的一个或多个用电器件连接，用于为与之连接的用电器件提供电能。

受电单元152与光测距单元140连接，用于为光测距单元140提供电能。受电单元152将次级线圈172传输过来的交变电流转换为直流电流，再提供给旋转台120上的光测距单元140。并且，受电单元152还可与旋转台120上设置的一个或多个用电器件连接，用于为与之连接的用电器件提供电能。

受电单元152包括整流滤波电路，用于将交变电流转换为直流电流。需要说明的是，凡是能够将交变电流转换为直流电流的整流滤波电路均在本实用新型的保护范围内。

第一通信单元161和第二通信单元162之间的非接触式数据传输包括但不限于：单路/多路光信号传输、和/或单路/多路无线电信号传输等等。其中，光信号传输通常采用光信号发射接收对来实现，无线电信号传输通常采用天线来实现。光信号传输和无线电信号传输在无线通信领域是非常成熟的技术，因此，在本实用新型中对此不再赘述。

在本实施例中，给出了两种第一通信单元161和第二通信单元162之间的非接触式数据传输的方式：

第一，在旋转式测距雷达上设置一组包括两个光通信单元的光发射接收对，从而实现第一通信单元161和第二通信单元162之间的非接触式数据传输：如图4所示，本实施例的旋转式测距雷达的主轴131采用中空设计，在相对于底座110和旋转台120处，在主轴131的中空部分分别对应设置一个光通信单元165；位于底座为110处和位于旋转台120处的光通信单元165都是既可以作为光信号发射端；也可以作为光信号接收端。并且，位于底座110处的光通信单元165与第一通信单元161相连，位于旋转台120处的光通信单元165与第二通信单元162相连，利用两个光通信单元165之间的光信号传输实现了第一通信单元161和第二通信单元162之间的非接触式数据传输。为避免两个接收对光信号之间相互干扰，此处采用常见的光纤通信方式(频分、时分、空分和码分等)来解决。具体以频分方式举例，两 对光路分别采用不同频率或波长的光信号在同一空间中传输时不会互相干扰。

第二，借助于初级线圈171和次级线圈172所构建的电能传输通道，来从而实现第一通信单元161和第二通信单元162之间的非接触式数据传输如图3所示，第一通信单元161与初级线圈171连接，第二通信单元162与次级线圈172连接，以实现第一通信单元161和第二通信单元162之间通过电能传输通道进行数据的传输：既包括第一通信单元161的数据传递至所述第二通信单元162，也包括第二通信单元162的数据传递至第一通信单元161。在本实施例中，公开了两个借助于电能传输通道进行非接触式电力载波通讯的数据传输的方法，但是本实用新型的保护范围并不仅限于这两种方式，只要是第一通信单元161和第二通信单元162之间是借助于电能传输通道进行数据传输的，均在本实用新型的保护范围内。

第一种方式为通过调幅的方式将数据信号直接调制加载到电能传输波形中，再通过电能传输通道进行传输：

第一通信单元161通过调幅的方式将数据信号调制到初级线圈171的电能传输波形中；再通过电能传输通道进行传输；第二通信单元162通过次级线圈172接收电能传输波形加载的数据信号；

或者，第二通信单元162通过调幅的方式将数据信号调制到次级线圈172的电能传输波形中；再通过电能传输通道进行传输；第一通信单元161通过初级线圈171接收电能传输波形加载的数据信号。

第二种方式为利用磁耦合的方式将数据信号加载至电能传输波形中，在通过电能传输通道进行传输：

如图5所示，在第一通信单元161和初级线圈171之间增加一个第一耦合线圈163，在第二通信单元162和次级线圈172之间增加一第二耦合线圈164，即，第一通信单元161通过第一耦合线圈163与初级线圈171连接，第二通信单元162通过第二耦合线圈164与次级线圈172连接；

第一通信单元161的数据信号通过第一耦合线圈163耦合数据信号到初级线圈171所在的电路中，将数据波形耦合加载至电能传输波形中；再通过电能传输通道进行传输；第二通信单元162通过次级线圈172和第二耦合线圈164接收电能传输波形加载的数据信号；

第二通信单元162的数据信号通过第二耦合线圈164耦合数据信号到次级线圈172所在的电路中，将数据波形耦合加载至电能传输波形中；再通过电能传输通道进行传输；第一通信单元161通过初级线圈171和第一耦合线圈163接收电能传输波形加载的数据信号。

此外，第一通信单元161还可与底座110上的用电器件连接，同样地第二通信单元162 也可与旋转台120上的用电器件连接，从而可实现底座110上的用电器件与旋转台120上的用电器件通过第一通信单元161和第二通信单元162进行数据传输。并且，第一通信单元161还包括一数据接口，用于将旋转式测距雷达的数据向外发送，和/或接收外部的数据。通过该数据接口，第二通信单元162的数据(包括旋转台120上的测距单元140和用电器件的数据)、以及底座110上的用电器件的数据均可以与外部进行数据交互传输。

进一步地，本实施例的旋转式测距雷达100采用多个光测距单元140，用于实现旋转式测距雷达的精确测距。并且，光测距单元140包括但不限于激光测距单元或红外光测距单元。在本实施例中，以激光测距单元为例对旋转式测距雷达进行说明。

多个激光测距单元140是互不遮挡的设置在旋转台120上。旋转台120在相同的转速下，可以通过设置在旋转台120不同位置处的激光测距单元140获取多个方位角的测量数据。如此，既保证了测量的精度，又确保了测量的速度。

优选地，多个激光测距单元140是均匀分布在以旋转台120的中心为圆心的圆周上。并且，为了方便多个激光测距单元140的设置，在旋转台120上对应增加了相同数量的支撑架141，用于通过支撑架141定位固定激光测距单元140。当激光测距单元140为2个时，如图6所示，对应的支撑架141分布设置在旋转台120的两侧，且以旋转台120的中心相对称，激光测距单元140固定在支撑架141上，即在360度的圆周上，2个激光测距单元140之间呈180度夹角。当激光测距单元140为3个时，如图7所示，对应的支撑架141呈三等分的形式分布设置在圆台状的旋转台120上，激光测距单元140固定在支撑架141上；即在360度的圆周上，3个激光测距单元140之间呈120度夹角。当激光测距单元140为多个时，依据上述分布形式类推。

进一步地，还将多个激光测距单元140设置为不在同一平面上。在本实施例中，通过改变与激光测距单元140相匹配的支撑件141的高度，来调节激光测距单元140相对于旋转台120的表面的高度，使得多个激光测距单元140位于不同的平面上。当多个激光测距单元采用多层安装，且角度错开(互不遮挡)，就形成了多线立体激光，相较于常规的多线激光雷达，由于激光源方向性不同，其抗干扰能力也更强。

特别地，支撑架141既可以是与单独的光测距单元140相对应的独立件，即一个支撑架141对应一个光测距单元140，用于固定支撑光测距单元140，并最终被固定在旋转台120上(本实施例的附图为此种情况)；支撑架141也可以是与多个光测距单元140相对应的整件，所有的光测距单元140都固定在一个支撑架141上，支撑架141被固定在旋转台120上。

在本实施例中，激光测距单元140可以采用三角测距法或TOF(Time of Flight，飞行时 间)法测量旋转式测距雷达周围物体的距离。

其中，当采用三角测距法时，如图8所示，激光测距单元140包括激光发射器210、滤光片(图8中未予以标识)、透镜220、线阵CCD图像传感器230和数据处理器(图8中未予以标识)。透镜220的前端安装滤光片，使得透过滤光片的光与激光发射器的发出的激光的波长一致；并且，激光发射器210与透镜220的法线之间有一定的夹角α，线阵CCD图像传感器230与透镜220的法线相垂直，并置于透镜220的后方。

采用三角测距法的激光测距单元140在测距时，激光发射器210发射红外线激光照射到待测物体400上，发生漫发射，反射的光斑经过透镜220在线阵CCD图像传感器230上成像。假设，激光发射器210与透镜220的中心的距离为D，光斑在线阵CCD图像传感器230上成像的位置为n，线阵CCD图像传感器230与透镜220见的距离为f，那么，待测物体300与透镜220的平面的距离L为：

$L=\frac{D\·f}{n+f\·tan\mathrm{\α}};$

且，当α为0°时，因此，通过获取光斑在线阵CCD图像传感器230上的位置即可获得待测物体400距离透镜220的平面的距离。并且，光斑在线阵CCD图像传感器230上的成像为覆盖区域，以光斑在线阵CCD图像传感器成像的光心位置作为n的值带入即可求得距离。

进一步地，图6、图7和图9中的激光测距单元140是采用三角测距法。图6、图7和图9中均未标识出滤光片和数据处理器。如图9所示，激光发射器210是背向旋转台120的中心设置，使得激光发射器向外发光；并且，线阵CCD图像传感器230也是背向旋转台120的中心设置，且，透镜220在线阵CCD图像传感器230的前方，外部反射回来的激光经过透镜220被线阵CCD图像传感器230所接收。

当采用TOF测距法时，如图10所示，激光测距单元140包括激光发射器310、激光接收器320和计时器(图10中未予以标识)。在测距时，激光发射器310发射激光脉冲，同时，计时器开始计时，激光脉冲照射到待测物体400上发生反射，反射回来的反射脉冲被激光接收器320所接收，此时，计时器停止计时，计时时间为t，该时间为激光脉冲的“飞行时间”。那么，待测物体400到激光测距子单元141的距离L即为激光脉冲行走的距离，该距离可通过“飞行时间”t计算获得：

$L=\frac{t\·c}{2},$

其中，c表示光速。此外，采用此种测距方法，对计时器的要求较高，计时器的分辨率决定了旋转式测距雷达的最小探测距离，优选地，计时器采用专用TDC(Time-to-DigitalConverter，时间数字转换器)芯片。在本实施了中，计时器采用TDC-GP2芯片，使得测量的分辨率可达到65ps。

角度和转速测量单元180是安装在旋转台120上，用于测量当前转动角度和转动速度。本实施例中，角度和转速测量单元180采用位置传感器，通过位置传感器获取当前旋转台120相对于初始零点的角度位置，从而获取当前激光扫描的角度。

如图1所示，本实施例的激光测距单元140以及角度和转速测量单元180均与第二通信单元162连接，激光测距单元140以及角度和转速测量单元180的测量数据利用电能传输通道从第二通信单元162传送至第一通信单元161处。对测量数据的进一步处理，既可以在底座110上的控制处理单元(未在图1中标识)上进行，也可通过第一通信单元161的数据接口，将测量数据传输至上位机进行处理。

在本实用新型的另一较佳实施方式中，如图9所示，在旋转台120上设置一控制处理单元190。控制处理单元190分别与第二通信单元162(图9中未标识)、角度和转速测量单元180(图9中未标识)以及多个采用三角测距法的激光测距单元140的线阵CCD图像传感器230连接。在本实施例中，线阵CCD图像传感器230和控制处理单元190之间采用CCD柔性连接线相连。角度和转速测量单元180以及多个激光测距单元140的线阵CCD图像传感器230将测量数据传输至控制处理单元190进行分析、整合、压缩、编码等处理，并将处理结果利用电能传输通道从第二通信单元162传送至第一通信单元161处。进一步地，再将处理结果传输给底座110上的控制处理单元或向外传输至上位机。

此外，为了突出本实用新型的创新部分，本实施例中并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。

综上所述，本实用新型的旋转式光测距雷达，通过在360度的圆周上均匀设置多个光测距单元，使得在旋转扫描的任意时刻可以同时获取多个方位角的测量数据，等效采样速率提升了多倍，综合性能发生了质的改变。相较于其他的激光雷达，本实用新型用较低的成本实现了测距采样速率的成倍提高，同时又保持了单个光测距单元的性能不变，特别适用于对实时性要求高的自主定位导航的机器人上。并且，通过非接触的方式同时传输电能和数据，降低了被干扰的风险，提高了产品的可靠性。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何 熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种旋转式测距雷达，其特征在于，包括：底座、旋转台、供电单元、受电单元、第一通信单元、第二通信单元和多个光测距单元；其中，

所述旋转台相对于所述底座是可旋转的；

所述供电单元和所述第一通信单元设置于所述底座上；

所述受电单元、所述第二通信单元和多个所述光测距单元设置于所述旋转台上，且多个所述光测距单元互不遮挡；所述受电单元分别与多个所述光测距单元连接；

所述供电单元和所述受电单元之间采用非接触式供电；所述第一通信单元和所述第二通信单元之间采用非接触式数据传输。

2.根据权利要求1所述的旋转式测距雷达，其特征在于：在所述旋转台上，多个所述光测距单元均匀分布在以所述旋转台的中心为圆心的圆周上。

3.根据权利要求1所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述旋转式测距雷达还包括多个与所述光测距单元相匹配的支撑件；所述支撑件固定在所述旋转台上，所述光测距单元固定在所述支撑件上。

4.根据权利要求3所述的旋转式测距雷达，其特征在于：多个所述光测距单元通过所述支撑架固定在同一平面或不同平面。

5.根据权利要求1所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述光测距雷达包括激光测距单元、或红外光测距单元。

6.根据权利要求5所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述激光测距单元包括激光发射器、滤光片、透镜和线阵CCD图像传感器，其中，所述激光发射器背向所述旋转台的中心设置，用于向外发送激光；所述线阵CCD图像传感器背向所述旋转台的中心设置，用于接收经过障碍物所反射回来的激光。

7.根据权利要求5所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述激光测距单元包括激光发射器、激光接收器、计时器和数据处理器，其中，所述激光发射器背向所述旋转台的中心设置，用于向外发送激光；所述激光接收器背向所述旋转台的中心设置，用于接收经过障碍物所反射回来的激光。

8.根据权利要求1所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述旋转式测距雷达还包括用于测量所述旋转台的转速和旋转角度的角度和转速测量单元，所述角度和转速测量单元设置在所述旋转台上。

9.根据权利要求1所述的旋转式测距雷达，其特征在于：多个所述光测距单元与所述第二通信单元相连接，通过所述非接触式数据传输将所述光测距单元的测量数据传输至所述第一通信单元。

10.根据权利要求1所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述旋转式测距雷达还包括设置于所述旋转台上的控制处理单元，所述控制处理单元分别与所述第二通信单元、多个所述光测距单元连接，用于对多个所述光测距单元的测量数据进行处理，并通过所述非接触式数据传输将处理结果传输至所述第一通信单元。

11.根据权利要求1所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述第一通信单元和所述第二通信单元之间采用的非接触式数据传输包括：单路光信号传输、多路光信号传输、单路无线电信号传输、和/或多路无线电信号传输。

12.根据权利要求1所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述旋转式测距雷达还包括位于所述底座上的初级线圈和位于所述旋转台上的次级线圈；所述初级线圈与所述供电单元连接；所述次级线圈和所述受电单元连接；所述初级线圈和所述次级线圈之间通过磁耦合构成所述初级线圈和所述次级线圈之间的电能传输通道；通过所述电能传输通道实现了所述供电单元和所述受电单元之间的非接触式供电。

13.根据权利要求12所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述初级线圈和所述次级线圈围绕所述旋转台的转动轴相向对应设置。

14.根据权利要求12所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述第一通信单元与所述初级线圈连接，所述第二通信单元与所述次级线圈连接；通过将数据调制到电能传输波形中以在所述电能传输通道中传输，从而实现所述第一通信单元和所述第二通信单元之间的非接触式数据传输。

15.根据权利要求12所述的旋转式测距雷达，其特征在于：所述旋转式测距雷达还包括位于所述底座上的第一耦合线圈和位于所述旋转台上的第二耦合线圈；所述第一耦合线圈连接在所述第一通信单元和所述初级线圈之间；所述第二耦合线圈连接在所述次级线圈和所述第二通信单元之间；通过所述第一耦合线圈和/或所述第二耦合线圈将数据耦合加载至电能传输波形中以在所述电能传输通道中传输，从而实现所述第一通信单元和所述第二通信单元之间的非接触式数据传输。