CN211905686U - 一种基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，包括激光探测器和全景摄像装置，所述激光探测器与所述全景摄像装置之间通信连接，所述激光探测器包括激光测距装置，所述激光测距装置包括由多个半导体激光器形成的半导体激光器阵列和由多个APD光电二极管形成的APD光电二极管阵列，所述全景摄像装置包括沿周向排列的多个摄像头。本实用新型采用半导体激光器阵列和APD光电二极管阵列，提高点云数据的精确度，结合全景摄像装置所见即所得和360°周视成像的特点，从而实现对远距离快速移动目标的结构和空间位置的精确测量；同时可以减小因环境突变对系统性能的影响，提升系统的可靠性和容错能力。

Description

一种基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统

技术领域

本实用新型涉及光学测量技术领域，更具体地说，涉及一种基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统。

背景技术

在对外部环境进行感知的过程中，对目标三维信息的近距离重建和测量是其中的关键技术，通常采用无线电测量系统，该装备具有技术成熟、成本较低的优点。然而，周围的有源及无源干扰设备、通信用无线电信号均会造成无线电测量系统对假目标的测量，因此测量精度和稳定性受到很大影响。

单目视觉系统是最常见也是应用最广的光学传感器，国外研究者基于“即时定位和绘图(SLAM)”方法和“贝叶斯估计”方法，利用单目摄像机配合陀螺仪、GPS等多种定位测量系统，实现检查和维修损坏卫星或水下科学仪器以及卫星定位和自主交会对接，但单目视觉系统无法直接获取目标的深度信息，在系统独立应用方面受到限制。双目视觉测量系统模拟人眼成像原理，利用双目相机系统建立目标三维模型，确定目标的相对位置，通过几何结构探索的方法确定目标的姿态，在近距离跟踪过程中，通过三维数据迭代最近点算法(ICP：Interative Closest Point)进行目标姿态参数的更新，通过三角测量法可得到目标相对位置信息。但是，由于双目视觉测量精度严重依赖两相机的相对位置和夹角，且该系统通常采用一对广角鱼眼镜头，成像视场除中心区域外均会发生畸变，虽然可以通过算法进行视场校正，但测量精度仍无法满足测量要求。

相比于以上三种测量方法，激光雷达通过发射扫描激光束，获取空间目标的三维点云数据，通过数据重构获得目标位置、速度和姿态等信息，激光束具有更短的波长，且方向性极佳，能大大提高测量精度(可达厘米级)，该技术已广泛应用于自主导航、地图测绘、卫星定位等技术领域。然而，传统的基于扫描式激光雷达，虽然能够通过获取目标表面密集的三维点云信息实现三维重构，但其测量精度与距离平方成反比，仅适用于近距离运动平缓的目标测量，在复杂环境、多目标情况下无法获得足够用于描述目标的点云数据，无法做到高像素、高精度的三维目标测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，解决了现有技术中的激光雷达在复杂环境、多目标情况下无法获得足够用于描述目标的点云数据导致无法做到高像素、高精度的三维目标测量的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，包括激光探测器和全景摄像装置，所述激光探测器与所述全景摄像装置之间通信连接，所述激光探测器包括激光测距装置，所述激光测距装置包括由多个半导体激光器形成的半导体激光器阵列和由多个APD光电二极管形成的APD光电二极管阵列，所述全景摄像装置包括沿周向排列的多个摄像头。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，所述激光测距装置还包括由多个MEMS微振镜形成的MEMS微振镜阵列，每一所述半导体激光器和每一所述APD光电二极管相对应地安装在的每一所述MEMS微振镜上且构成一个独立的激光测距单元，多个激光测距单元构成激光测距阵列。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，所述激光测距装置还包括用于将发散高斯光束整形成为准直平顶光束的光束整形器，所述光束整形器设置在所述激光测距阵列发射激光的一侧。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，所述全景摄像装置还包括固定座，所述激光探测器还包括相对于所述固定座可360°旋转的旋转头，所述旋转头与所述固定座之间旋转连接，多个所述摄像头沿所述固定座的外周周向设置，所述激光测距装置安装在所述旋转头内。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，所述激光探测器与所述全景摄像装置之间通过第一互感耦合线圈和第二互感耦合线圈之间的互感磁耦合共振无线传输电能，所述第一互感耦合线圈安装在所述旋转头上，所述第二互感耦合线圈安装在所述固定座上。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，多个所述摄像头在同一水平面上沿所述固定座的外周周向均匀分布设置。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，所述固定座上还安装有用于驱动所述旋转头旋转的高速相位电机，所述旋转头与所述高速相位电机的旋转驱动轴相连。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，所述环境感知系统还包括用于处理所述激光测距装置和所述全景摄像装置的数据的数字信号处理芯片、用于传输数据至所述数字信号处理芯片的通信芯片以及用于控制所述通信芯片、数字信号处理芯片、所述高速相位电机以及每一所述摄像头的主控芯片；所述数字信号处理芯片与所述通信芯片无线通信连接，所述激光探测器包括所述数字信号处理芯片和所述通信芯片中的其中一个，所述全景摄像装置包括所述数字信号处理芯片和所述通信芯片中的另一个。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，所述旋转头包括防护外壳，所述防护外壳上设有用于透射激光束和接收的回波信号的透射窗口，所述旋转头或所述固定座上设有供电端口和通信端口，所述通信端口选自RS422、RS232、Ethernet中的一种。

在本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中，所述环境感知系统还包括地面基站，所述地面基站与所述主控芯片之间无线通信连接或有线通信连接，所述地面基站包括计算机、存储设备、电源和通信控制端口。

实施本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，具有以下有益效果：本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统中的激光雷达采用半导体激光器阵列和APD光电二极管阵列，允许多种深度信息一次性多角度获取，提高点云数据的精确度，具有测量精度高的优点，结合全景摄像装置所见即所得和360°周视成像的特点，将激光雷达获取的精确点云数据与全景视觉获得的实时图像融合测量，从而实现对远距离快速移动目标的结构和空间位置的精确测量；同时可以减小因环境突变对系统性能的影响，提高系统的稳定性，获得更高的分辨率，提升系统的可靠性和容错能力。

附图说明

图1为本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统的总体结构示意图；

图2为实用新型中的激光测距装置的光学原理示意图；

图3为本实用新型中的光束整形器对激光束整形前后的激光束效果对比图；

图4为本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统的方框结构示意图；

其中，1.旋转头；2.透射窗口；3.摄像头；4.固定座；5.通信端口；6.供电端口；7.通信电缆；8.第一供电电缆；9.计算机；10.电源；11.大容量存储介质；12.数据传输线；13.第二供电电缆；14.MEMS微振镜单元；15.半导体激光器；16.APD光电二极管；17.光束整形器；18.发散激光束；19.准直激光束；20.目标；21.整形前的发射激光束照射光斑；22.回波光信号；23.整形后的发射激光束照射光斑；24.纵向角间隔；25.横向角间隔；26.半导体激光器阵列；27.MEMS微振镜阵列；28.APD光电二极管阵列；29.通信芯片；30.高速相位电机；31.主控芯片；33.数字信号处理芯片；34.第一互感耦合线圈；35.第二互感耦合线圈；36.第一无线通信天线；37.第二无线通信天线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统的结构和作用原理作进一步说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和4所示，本实用新型的较佳实施例提供了一种基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其包括激光探测器A1和全景摄像装置A2，激光探测器A1包括旋转头1，旋转头1的结构不作限制，可以为任意形状。旋转头1优选采用柱形结构，如圆柱形结构、截面为等边多边形的棱柱结构等，旋转头1可绕中心轴线实现360°的旋转；旋转头1包括防护外壳，防护外壳具有较高的防护等级(不低于IP67)，能够保证在恶劣环境条件下，系统仍能够正常工作。防护外壳上设有用于透射激光束和接收的回波信号的透射窗口2，透射窗口2上镀有激光增透膜，既能实现对发射激光束和回波光信号的增透，还能够保护旋转头1内部的光电器件。

全景摄像装置A2包括固定座4，旋转头1与固定座4旋转连接，旋转头1可360°旋转。固定座4上还安装有用于驱动旋转头旋转的高速相位电机30，旋转头1与高速相位电机30的旋转驱动轴相连。固定座4上设有供电端口6和通信端口5。其中，通信端口5选自RS422、RS232、Ethernet中的一种。

如图1所示，基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统还包括地面基站B1。地面基站B1包括计算机9、存储设备11、电源10和通信控制端口(图中未标示)。

固定座4的外周沿周向排列有多个摄像头3，且该多个摄像头3优选在同一水平面上沿固定座4的外周周向均匀分布设置，摄像头3优选采用定焦距的广角摄像头，其中摄像头3的数量根据需要而定，优选采用8个摄像头3，相邻两个摄像头3的之间的圆心角均为45°。固定座4为固定端，用于支撑或吊装旋转头1。在本较佳实施例中，固定座4上含有通信端口5和供电端口6，通信端口5通过通信电缆7与计算机9相连，供电端口6通过第一供电电缆8与电源10相连。通信电缆7主要用于传输计算机9产生的控制信号以及激光探测器A1和摄像头3产生的数据信息。计算机9与在存储设备11通过数据传输线12相连，存储设备11采用大容量设计，用于存储海量数据。计算机9通过第二供电电缆13与电源10相连。计算机9可通过软件对激光雷达A1进行参数设置、状态监测、图像实时显示以及结果后期处理。存储设备11用于实时存储激光雷达A1产生的数据信息。电源10优选采用电池模块，采用大容量和便携式设计，易于在各种环境下安装和移动，电源10也可以是电压电源。

如图2和4所示，旋转头1内部安装有激光测距装置，其包含MEMS微振镜14、半导体激光器15、APD光电二极管16、光束整形器17。多个半导体激光器15形成半导体激光器阵列26，多个APD光电二极管16形成APD光电二极管阵列28，多个MEMS微振镜14形成MEMS微振镜阵列27。MEMS微振镜14具有两个空间自由度，能够改变半导体激光器15的激光发射方向，实现对横向和纵向空间的激光覆盖。其中，激光雷达A1在垂直方向的空间角分辨率为纵向角间隔24，激光雷达A1在水平方向的空间角分辨率为横向角间隔25。半导体激光器15用于发射固定波长激光束，为准连续光源，激光发射频率在MHz以上，APD光电二极管16用于接收回波光信号，具有较高的光电灵敏度，通过设置APD光电二极管16，能够具备极弱光信号的探测能力。半导体激光器15和APD光电二极管16被封装到一个基片上，具有体积小、易于安装的优点。半导体激光器15和APD光电二极管16安装在MEMS微振镜14上，MEMS微振镜14能够驱动半导体激光器15和APD光电二极管16在一定角空间范围内进行偏转和扫描，一个MEMS微振镜14、一个半导体激光器15、一个APD光电二极管16构成了一个激光测距单元。多个相同的激光测距单元采用阵列排列方式形成激光测距阵列，如4×4激光测距阵列但不局限于此，也可采用32或64个激光测距单元组合，通常不高于64个，以避免激光测距单元之间的串扰问题，且激光测距单元数量增加会降低激光雷达的扫描频率。激光测距阵列采用4位二进制码进行控制，对每个激光测距单元赋予一个二级制码，采用从上到下、从左至右的扫描驱动方式，为了避免激光测距单元之间的串扰问题，还采用了点间隔和列间隔扫描驱动方式，即每一排的激光测距单元驱动次序为(以第一排为例进行说明)，从第一排第一个0000开始，依次为第一排第三个0001、第一排第二个0010、第一排第四个0011，而后进入第三排，排与排之间的驱动次序为第一排、第三排、第二排和第四排，16个激光测距单元的扫描驱动频率可达KHz以上。

光束整形器17设置在所述激光测距阵列发射激光的一侧，其中光束整形器又称为光束整形镜。光束整形器17具有两个功能，一是将半导体激光器15发射的发散激光束18整形成为准直激光束19，二是将光场为高斯分布的整形前的发射激光束照射光斑21的发散激光束18整形成为光场为平顶分布的整形后的发射激光束照射光斑23的准直激光束19。目标20穿过旋转头1的扫描区域时，准直激光束19照射目标20产生回波光信号22，回波光信号22分别经透射窗口2和光束整形器17，照射在APD光电二极管16的感光面上，并完成光电信号的转换。

如图1和4所示，激光探测器A1与全景摄像装置A2之间通过第一互感耦合线圈34和第二互感耦合线圈35之间的互感磁耦合共振无线传输电能。第一互感耦合线圈34安装在旋转头1上，第二互感耦合线圈35安装在固定座4上。其中，第一互感耦合线圈34和第二互感耦合线圈35是指谐振发射线圈和共振接收线圈，或者反之亦然。旋转头1与固定座4之间的电力和信号传递取消了传统的机械滑环装置，采用了更为先进的无线传输和供电模式，以消除旋转头1高速旋转对传统机械滑环装置的磨损和冲击，从而实现电力和信号的稳定传输。

如图3所示，整形前，半导体激光器15发射的激光束光场分布为高斯型，经过光束整形器17后，激光束的光场分布变为平顶型，光强均匀分布在光斑平面上，光强分布均匀的激光束照射到目标20后，能够获得更优的激光的回波光信号22，避免了直接利用未整形的激光束仅照射光斑中心区域的现象，能够返回有效强度的回波光信号22，增强了激光雷达A1的探测灵敏度。

如图4所示，激光雷达A1通过向空间发射激光束并接收来自目标20反射回的回波光信号22，进而获取目标20相对于激光雷达A1的距离信息。为了实现对目标20进行测量，激光雷达A1采用了半导体激光器阵列26和APD光电二极管阵列28进行激光探测，能够在旋转头1不转的情况下对垂直和水平空间角度范围内的目标20进行高速成像，MEMS微振镜阵列27用于驱动半导体激光器阵列26和APD光电二极管阵列28进行角度调整，从而实现对不同目标20和不同角度空间范围进行测量控制。

基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统还包括用于处理激光测距装置和全景摄像装置A2的数据的数字信号处理芯片33、用于传输数据至数字信号处理芯片的通信芯片29以及用于控制通信芯片29、数字信号处理芯片33、高速相位电机30以及每一个摄像头3的主控芯片31。数字信号处理芯片33与通信芯片29无线通信连接，激光探测器A1包括数字信号处理芯片33和通信芯片29中的其中一个，全景摄像装置A2包括数字信号处理芯片33和通信芯片29中的另一个，进而实现激光探测器A1与全景摄像装置A2之间通信连接。也就是说，数字信号处理芯片33和通信芯片29中的其中一个安装在固定座4上，另一个安装在旋转头1上。在较佳实施例中，数字信号处理芯片33安装在固定座4上，通信芯片旋转头1，主控芯片31安装在固定座4上，此时通信芯片29与数字信号处理芯片33通信连接，通信芯片29与激光测距装置电性连接，数字信号处理芯片33与每一个摄像头3电性连接，主控芯片31与数字信号处理芯片33、高速相位电机30以及每一个摄像头3之间电性连接。在其它实施例中，也可以数字信号处理芯片33安装在旋转头1上，通信芯片29安装在固定座4上，主控芯片31安装在固定座4上，此时通信芯片29与数字信号处理芯片33通信连接，通信芯片29与每一个摄像头3电性连接，数字信号处理芯片33与激光测距装置电性连接，主控芯片31与通信芯片29、高速相位电机30以及每一个摄像头3之间电性连接。

以上述的较佳实施例为例，通信芯片29集成有通信模块。半导体激光器阵列26和APD光电二极管阵列28每完成一次扫描，即产生多路电信号，多路电信号通过通信链路传给通信芯片29，通信芯片29上的通信模块能够将多路电信号进行压缩和分包通过第一无线通信天线36发送给第二无线通信天线37，第二无线通信天线37将此电信息通过通信链路传给数字信号处理芯片33。此外，通信芯片29还承担对半导体激光器阵列26、APD光电二极管阵列28和MEMS微振镜阵列27供电的功能。

数字信号处理芯片33优选采用FPGA芯片，还集成了GPS模块和机械惯导模块(即陀螺仪)，能够实时计算激光雷达A1的位置坐标和姿态信息，能够对激光雷达A1获取的空间点云数据进行处理，其为现有技术，这里不再进行详细赘述。

全景摄像装置A2共包含多个摄像头3，以实现周视360°成像，全景摄像装置A2能够实时获取周围空间的图像，并将图像信息实时传输给数字信号处理芯片33，数字信号处理芯片33能够将多个摄像头3获取的每一块图像进行拼接，并对视场中的畸变进行修正，从而获取画面优质的全景图像，其为现有技术，这里不再进行详细赘述。

数字信号处理芯片33能够将APD光电二极管阵列28产生的点云数据与全景摄像装置A2获取的全景图像进行合并处理，其为现有技术，这里不再进行详细赘述。一方面，全景摄像装置A2能够弥补现有技术中的激光探测对空间目标(特别是高速运动目标)细节描述信息不足的缺点，另一方面，激光探测器A1对目标距离矢量的测量能力能够赋予全景摄像装置A2以深度感知能力。

高速相位电机30能够实现10～200Hz频率的高速稳定旋转，其内部含有轴角编码器，能够实时获取电机的旋转角度信息，并将此信息通过主控芯片31传送给数字信号处理芯片33。高速相位电机30为现有技术中常用设备，这里不再进行详细赘述。

主控芯片31优选采用ARM芯片设计，ARM芯片能够支持Windows、Linux等多种操作系统，特别适合于工业控制、Internet设备、网络和移动终端等多种应用情景，主控芯片31主要用于对通信芯片29、高速相位电机30、全景摄像装置A2的摄像头3以及数字信号处理芯片33的控制和电力分配。其中，地面基站B1与主控芯片31之间无线通信连接或有线通信连接，利用地面基站B1的计算机7中安装的激光雷达控制软件能够直接对主控芯片31进行控制与操作。主控芯片31、全景摄像装置A2的摄像头3和数字信号处理芯片33采用模块化、低功耗设计，各个模块功能相互独立，通过高速信道实现三个模块间信号的传递。

其中，以上述的较佳实施例为例，光束整形器17、半导体激光阵列26、MEMS微振镜阵列27、APD光电二极管阵列28、通信芯片29、第一互感耦合线圈34以及第一无线通信天线36被安装在旋转头1中；高速相位电机30、主控芯片31、摄像头3、数字信号处理芯片33以及第二无线通信天线37被安装在固定座4中。旋转头1与固定座4之间的电力和信号传递取消了传统的机械滑环装置，采用了更为先进的无线传输和供电模式，以消除旋转头1高速旋转对传统机械滑环装置的磨损和冲击，从而实现电力和信号的稳定传输。

需要说明的是，激光探测器和全景摄像装置的防护等级不低于IP67。

需要说明的是，本文中所采用的硬件均为现有技术中已有元器件，这里不再进行详细赘述和列举。本文中出现的无线通信连接方式可以采用2.4G无线电通讯、蓝牙、wifi、4G、5G等等。

本实用新型最突出的技术特点是能够实现对高速运动目标实时空间位置的测量。

(1)本实用新型实现了激光雷达与全景视觉成像技术的融合测量。激光雷达系统对空间的描述是由一系列点云数据进行3D重构后获得的，具有测量精度高的优点，但是，激光雷达对目标细节的描述能力依赖于空间目标的移动速度，对于高速运动目标，由于电源数据缺失将不足以对目标细节进行表达，然而，全景视觉成像技术具有所见即所得和360°周视成像的特点，通过采用高帧频的图像传感器，能够获取清晰的目标图像，但是，全景视觉系统本身会产生较大的畸变，且图像深度信息缺失，无法对目标结构进行准确的表达。基于图像匹配和融合算法，能够将激光雷达获取的精确点云数据与全景视觉获得的实时图像进行匹配，从而实现对目标结构和空间位置的精确测量。

(2)本实用新型的系统采用阵列激光器作为探测装置，使得激光雷达不需要旋转既能够对一定角空间范围内对目标进行成像；其次，在阵列前端安装有光束整形器，能够将激光器发射的发散高斯光束整形成为准直平顶光束，因此，激光器发射的激光束将具有更好的指向性和回波特性，能够提升激光雷达系统的测量距离和测距精度；第三，采用阵列激光器这种高重频输出激光器(可达MHz以上)，能够提升激光雷达的点云数据获取能力，当高速运动目标穿过激光雷达扫描区域时，仍能够采集到有效数量的用于描述目标外形、空间位置、运动轨迹的点云数据，配合高速相位电机，进一步提高高速运动目标的点云数据。

(3)本实用新型中系统电力与信号传递装置基于互感耦合和无线传输技术设计，能够改进传统机械滑环供电装置重量大、易损坏、抗冲击能力差的缺点。由于固定座和旋转头中间采用了非接触式电信号传送方式，即减轻激光雷达旋转头的转动惯量，还能够提升激光雷达在高速扫描时电信号传输的稳定性和耐久性。

应当理解的是，对本领域技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，但这些改进或变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，包括激光探测器和全景摄像装置，所述激光探测器与所述全景摄像装置之间通信连接，所述激光探测器包括激光测距装置，所述激光测距装置包括由多个半导体激光器形成的半导体激光器阵列和由多个APD光电二极管形成的APD光电二极管阵列，所述全景摄像装置包括沿周向排列的多个摄像头。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，所述激光测距装置还包括由多个MEMS微振镜形成的MEMS微振镜阵列，每一所述半导体激光器和每一所述APD光电二极管相对应地安装在的每一所述MEMS微振镜上且构成一个独立的激光测距单元，多个激光测距单元构成激光测距阵列。

3.根据权利要求2所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，所述激光测距装置还包括用于将发散高斯光束整形成为准直平顶光束的光束整形器，所述光束整形器设置在所述激光测距阵列发射激光的一侧。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，所述全景摄像装置还包括固定座，所述激光探测器还包括相对于所述固定座可360°旋转的旋转头，所述旋转头与所述固定座之间旋转连接，多个所述摄像头沿所述固定座的外周周向设置，所述激光测距装置安装在所述旋转头内。

5.根据权利要求4所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，所述激光探测器与所述全景摄像装置之间通过第一互感耦合线圈和第二互感耦合线圈之间的互感磁耦合共振无线传输电能，所述第一互感耦合线圈安装在所述旋转头上，所述第二互感耦合线圈安装在所述固定座上。

6.根据权利要求4所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，多个所述摄像头在同一水平面上沿所述固定座的外周周向均匀分布设置。

7.根据权利要求4所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，所述固定座上还安装有用于驱动所述旋转头旋转的高速相位电机，所述旋转头与所述高速相位电机的旋转驱动轴相连。

8.根据权利要求7所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，所述环境感知系统还包括用于处理所述激光测距装置和所述全景摄像装置的数据的数字信号处理芯片、用于传输数据至所述数字信号处理芯片的通信芯片以及用于控制所述通信芯片、数字信号处理芯片、所述高速相位电机以及每一所述摄像头的主控芯片；所述数字信号处理芯片与所述通信芯片无线通信连接，所述激光探测器包括所述数字信号处理芯片和所述通信芯片中的其中一个，所述全景摄像装置包括所述数字信号处理芯片和所述通信芯片中的另一个。

9.根据权利要求4所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，所述旋转头包括防护外壳，所述防护外壳上设有用于透射激光束和接收的回波信号的透射窗口，所述旋转头或所述固定座上设有供电端口和通信端口，所述通信端口选自RS422、RS232、Ethernet中的一种。

10.根据权利要求8所述的基于激光雷达和全景视觉的环境感知系统，其特征在于，所述环境感知系统还包括地面基站，所述地面基站与所述主控芯片之间无线通信连接或有线通信连接，所述地面基站包括计算机、存储设备、电源和通信控制端口。

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