CN209342906U - 自动驾驶系统、激光雷达及其转动角度检测控制结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动驾驶系统、激光雷达及其转动角度检测控制结构，扫描时，激光器发出激光，电机通电，使转子相对于电机轴及定子转动，带动码盘及镜片支撑架转动，码盘转动时，码盘上的透光刻度区随着转动，当码盘转动固定角度时，发光头发出的光信号能够穿过透光刻度区被接收头接收，接收头接收光信号后发出一电信号给控制器，控制器接收电信号后控制激光驱动板，进而控制激光器间隔发出激光，因此计算精度更高，且激光器无需一直发射激光，功率小，有利于节能，而且采用机械式的转动固定角度方式来控制激光器间隔发射激光，精准度更高。

Description

自动驾驶系统、激光雷达及其转动角度检测控制结构

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种自动驾驶系统、激光雷达及其转动角度检测控制结构。

背景技术

随着科学技术的不断发展，无人驾驶汽车逐渐受到人们的关注。无人驾驶汽车又称自动驾驶汽车或电脑驾驶汽车，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车拥有环境感知、路径规划和控制车辆动作的能力，让电脑自动地操作机动车辆。自动驾驶汽车在进行自主行驶的时候需要对周围环境进行感知，进而根据所得到的环境信息做出行为决策。环境感知能力是实现自动驾驶的前提，只有对汽车周围的环境进行准确和快速的感知，自动驾驶才可能得以实现。

自动驾驶汽车通过车上安装的各类传感器来获取周围环境信息，常用的传感器包括激光雷达。传统的激光雷达通常采用激光光源发射结构每隔预定时间间隔发射激光的方式来进行扫描，然而这种设定预定时间进行扫描的方式误差较大，导致精准度不高。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种精准度更高的自动驾驶系统、激光雷达及其转动角度检测控制结构。

一种激光雷达的转动角度检测控制结构，包括：

上支架；

激光光源发射结构，设置于所述上支架上，所述激光光源发射结构包括激光器及激光驱动板，所述激光器与所述激光驱动板电连接；

电机，包括电机轴、定子及转子，所述定子与所述电机轴固定连接，所述转子相对于所述电机轴可转动；

反射组件，包括镜片支撑架，所述镜片支撑架固定于所述转子上；

码盘，压设于所述镜片支撑架与所述转子之间，所述码盘上具有透光的刻度区；

读数组件，设置于所述上支架上，所述读数组件包括读数头及读数头电路板，所述读数头与所述读数头电路板电连接，所述读数头包括发光头及接收头，所述发光头用于发射光信号，所述接收头能够接收所述发光头发出的光信号并产生电信号，所述码盘位于所述发光头与所述接收头之间；及

控制器，与所述读数头电路板及所述激光驱动板电连接。

在其中一个实施例中，所述码盘上开设有定位孔，所述镜片支撑架上突出形成有与所述定位孔相配合的定位柱。

在其中一个实施例中，所述码盘上的刻度区沿所述码盘的圆周边缘分布，所述刻度区镂空。

在其中一个实施例中，所述码盘上的刻度区沿所述码盘的圆周边缘分布，所述刻度区为透光材质制成。

在其中一个实施例中，所述发光头为红外光发光头。

在其中一个实施例中，所述发光头位于所述码盘的上方，所述接收头位于所述码盘的下方。

在其中一个实施例中，所述转子的外周壁突出形成有凸台，所述镜片支撑架上形成有与所述凸台相对应的凸环，所述码盘位于所述凸台与所述凸环之间。

在其中一个实施例中，所述上支架包括第一支撑部及第二支撑部，所述第一支撑部与所述第二支撑部呈夹角设置，所述激光光源发射结构设置于所述第一支撑部上，所述码盘及所述读数组件设置于所述第二支撑部上。

一种激光雷达，包括：

外罩；及

如以上任一项所述的转动角度检测控制结构，设置于所述外罩内。

一种自动驾驶系统，包括如上所述的激光雷达。

上述激光雷达的转动角度检测控制结构至少具有以下优点：

扫描时，激光器发出激光，电机通电，使转子相对于电机轴及定子转动，带动码盘及镜片支撑架转动，码盘转动时，码盘上的透光刻度区随着转动，当码盘转动固定角度时，发光头发出的光信号能够穿过透光刻度区被接收头接收，接收头接收光信号后发出一电信号给控制器，控制器接收电信号后控制激光驱动板，进而控制激光器间隔发出激光，因此计算精度更高，且激光器无需一直发射激光，功率小，有利于节能，而且采用机械式的转动固定角度方式来控制激光器间隔发射激光，精准度更高。

附图说明

图1为一实施例中的激光雷达的结构示意图；

图2为图1所示激光雷达省去外罩的结构示意图；

图3为图2的局部示意图；

图4为图1所示激光雷达的立体剖视图；

图5为图1所示激光雷达的另一视角的立体剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。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，并不表示是唯一的实施方式。

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。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

一实施例中的自动驾驶系统，包括激光雷达，可以实现无人驾驶的目的。请参阅图1及图2，一实施例中的激光雷达10，包括外罩100及转动角度检测控制结构200，转动角度检测控制结构200设置于外罩100内。

外罩100形成有收容腔，外罩100包括上壳体110、中壳体120及下壳体130，中壳体120位于上壳体110与下壳体130之间，上壳体110、中壳体120及下壳体130共同围成收容腔，转动角度检测控制结构200位于收容腔内。其中，上壳体110可以为深色亚克力罩，具有能透过激光发射相同波长的光线，且能屏蔽除此波长以外的光的特点，激光能从亚克力罩射出，打到目标物上反射回亚克力罩内，而外界其它杂光无法进入亚克力罩内，能够有效避免杂光干扰。

请一并参阅图3至图5，转动角度检测控制结构200包括上支架210、激光光源发射结构220、电机230、反射组件240、码盘250、读数组件260及控制器(图未示)。上支架210主要起支承作用，激光光源发射结构220设置于上支架210上。激光光源发射结构220主要用于发射激光光束。

具体地，激光光源发射结构220包括激光器221及激光驱动板222，激光器221与激光驱动板222电连接，激光驱动板222控制激光器221发出激光光束或者不发出。激光光源发射结构220还包括调节座223及导热垫224，导热垫224罩设于激光器221上，导热垫224与激光器221通过粘胶胶合。导热垫224的材质可以为聚四氟乙烯，具有耐热，导热好，绝缘的特点，能够将激光器221产生的热量有效地传递出去，防止激光器221被烧坏，延长激光器221的使用寿命。

胶合好后的导热垫224与激光器221放置于调节座223上，在组装的过程中，导热垫224及激光器221与调节座223之间的相对位置可以前后、左右调整，使激光器221位于最佳位置后将导热垫224及激光器221与调节座223之间通过粘胶固定。调节座223设置于上支架210上。例如，可以在调节座223上设置外螺纹，上支架210上设置内螺纹，将调节座223通过螺纹的方式设置在上支架210上。因此，在组装的过程中，调节座223可以相对于上支架210上下移动。

电机230包括电机轴231、定子232及转子233，定子232与电机轴231固定连接，转子233相对于电机轴231可转动。具体地，定子232可以与电机轴231一体成型，电机轴231为两端开口且呈中空状的空心轴。定子232上绕设有线圈234，转子233上设置有磁铁235，线圈234通电后产生旋转磁场，磁铁235切割旋转磁场产生电动势及电流，并形成电磁转矩使转子233相较于定子232转动，电机轴231与定子232一体成型，且电机轴231内部安装光束整形结构，能够确保电机轴231的平稳性，提高电机230的抗冲击性能。当然，在其他的实施例中，电子还可以通过其他方式实现与电机轴231固定连接的目的，例如定位与电机轴231通过紧固件固定连接。

反射组件240包括镜片支撑架241，镜片支撑架241固定于转子233上，随转子233的转动而转动。反射组件240还包括第一反射镜片242及第二反射镜片243，第一反射镜片242及第二反射镜片243均安装于镜片支撑架241上，且第一反射镜片242与第二反射镜片243相垂直设置。第一反射镜片242用于将激光器221发出的激光光束反射至外罩100，当激光光束打到目标物上后，再反射进外罩100内，经过第二反射镜片243反射至激光接收结构上。

码盘250压设于镜片支撑架241与转子233之间，码盘250上具有透光的刻度区。码盘250可以为片状的圆环结构。具体地，码盘250上的刻度区沿码盘250的圆周边缘分布，刻度区镂空。当然，在其他的实施例中，码盘250上的刻度区沿码盘250的圆周边缘分布，刻度区为透光材质制成，只要刻度区能够实现透光的目的即可。

读数组件260设置于上支架210上。具体地，上支架210包括第一支撑部211及第二支撑部212，第一支撑部211与所述第二支撑部212呈夹角设置，激光光源发射结构220设置于第一支撑部211上，码盘250及读数组件260设置于第二支撑部212上。例如，第一支撑部211与第二支撑部212相互垂直设置，第一支撑部211沿水平方向延伸，第二支撑部212沿竖直方向设置。

读数组件260包括读数头261及读数头电路板262，读数头261与读数头电路板262电连接，控制器与读数头电路板262及激光驱动板222电连接。读数头261包括发光头263及接收头264，发光头263用于发射光信号，接收头264能够接收发光头263发出的光信号并产生电信号，码盘250位于发光头263与接收头264之间。

发光头263可以为红外光发光头，因此发光头263发出的光信号为红外光。发光头263位于码盘250的上方，接收头264位于码盘250的下方，因此发光头263发出的红外光由上往下被接收头264接收。当然，在其他的实施例中，还可以发光头263在码盘250的下方，接收头264位于码盘250的上方，只要能够实现发光头263发出的光信号能够被接收头264接收的目的即可。

转子233带动码盘250转动，当码盘250的刻度区的其中一个刻度与发光头263及接收头264正对时，发光头263发出的光信号能够被接收头264接收并产生一电信号。当码盘250的刻度区的刻度不与发光头263及接收头264正对时，发光头263发出的光信号被遮挡，接收头264接收不到光信号，因此不产生电信号。

具体到本实施例中，码盘250上开设有定位孔，镜片支撑架241上突出形成有与定位孔相配合的定位柱，因此码盘250与镜片支撑架241不容易产生相对位置，有利于进一步保证精准度。

转子233的外周壁突出形成有凸台234，镜片支撑架241上形成有与凸台234相对应的凸环244，码盘250位于凸台234与凸环244之间。由于码盘250可以为片状的圆环结构，因此当码盘250位于凸台234与凸环244之间时，码盘250与转子233及镜片支撑架241之间的接触更紧密。

上述自动驾驶系统、激光雷达10及其转动角度检测控制结构200至少具有以下优点：

扫描时，激光器221发出激光，电机230通电，使转子233相对于电机轴231及定子232转动，带动码盘250及镜片支撑架241转动。码盘250转动时，码盘250上的透光刻度区随着转动，当码盘250转动固定角度时，码盘250上的刻度区的刻度正对于发光头263及接收头264，发光头263发出的光信号能够穿过透光刻度区被接收头264接收，接收头264接收光信号后发出一电信号给控制器，控制器接收电信号后控制激光驱动板222，进而控制激光器221间隔发出激光。当码盘250上的刻度区的刻度不正对于发光头263及接收头264时，此时发光头263发出的光信号被码盘250遮挡，接收头264无法接收到光信号，不会产生电信号，因此控制器不会控制激光器221发出激光，计算精度更高。且激光器221无需一直发射激光，功率小，有利于节能，而且采用机械式的转动固定角度方式来控制激光器221间隔发射激光，精准度更高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光雷达的转动角度检测控制结构，其特征在于，包括：

上支架；

激光光源发射结构，设置于所述上支架上，所述激光光源发射结构包括激光器及激光驱动板，所述激光器与所述激光驱动板电连接；

电机，包括电机轴、定子及转子，所述定子与所述电机轴固定连接，所述转子相对于所述电机轴可转动；

反射组件，包括镜片支撑架，所述镜片支撑架固定于所述转子上；

码盘，压设于所述镜片支撑架与所述转子之间，所述码盘上具有透光的刻度区；

读数组件，设置于所述上支架上，所述读数组件包括读数头及读数头电路板，所述读数头与所述读数头电路板电连接，所述读数头包括发光头及接收头，所述发光头用于发射光信号，所述接收头能够接收所述发光头发出的光信号并产生电信号，所述码盘位于所述发光头与所述接收头之间；及

控制器，与所述读数头电路板及所述激光驱动板电连接。

2.根据权利要求1所述的转动角度检测控制结构，其特征在于，所述码盘上开设有定位孔，所述镜片支撑架上突出形成有与所述定位孔相配合的定位柱。

3.根据权利要求1所述的转动角度检测控制结构，其特征在于，所述码盘上的刻度区沿所述码盘的圆周边缘分布，所述刻度区镂空。

4.根据权利要求1所述的转动角度检测控制结构，其特征在于，所述码盘上的刻度区沿所述码盘的圆周边缘分布，所述刻度区为透光材质制成。

5.根据权利要求1所述的转动角度检测控制结构，其特征在于，所述发光头为红外光发光头。

6.根据权利要求1所述的转动角度检测控制结构，其特征在于，所述发光头位于所述码盘的上方，所述接收头位于所述码盘的下方。

7.根据权利要求1所述的转动角度检测控制结构，其特征在于，所述转子的外周壁突出形成有凸台，所述镜片支撑架上形成有与所述凸台相对应的凸环，所述码盘位于所述凸台与所述凸环之间。

8.根据权利要求1所述的转动角度检测控制结构，其特征在于，所述上支架包括第一支撑部及第二支撑部，所述第一支撑部与所述第二支撑部呈夹角设置，所述激光光源发射结构设置于所述第一支撑部上，所述码盘及所述读数组件设置于所述第二支撑部上。

9.一种激光雷达，其特征在于，包括：

外罩；及

如权利要求1至8任一项所述的转动角度检测控制结构，设置于所述外罩内。

10.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的激光雷达。