CN212483856U - 一种激光雷达测距装置 - Google Patents

Abstract

一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述激光雷达测距组件(4)包括激光雷达测距传感器(41)，所述测距触发装置(3)、激光雷达测距传感器(41)和处理器(5)安装于壳体(2)的内部，所述测距触发装置(3)包括手动触发按钮(31)和自动触发组件(32)，所述激光雷达测距传感器(41)包括发射端(411)和接收端(412)，所述壳体(2)连接有佩戴环。本激光雷达测距装置，利用激光雷达测距技术，不仅保证了测量的精度，使用处理器(5)配合显示屏(1)能够快速显示结果，专门设计的佩戴环便于携带，测距触发装置(3)既可手动触发测距，也可做到自动触发，简化了操作。

Description

一种激光雷达测距装置

技术领域

本实用新型涉及激光雷达测距技术领域，具体涉及一种操作简单、测距快速、精度较高的便携激光雷达测距装置。

背景技术

在生产生活中，经常需要对一些物体或目标进行测量计算，特别是发生了重大传染性疾病如新冠肺炎的时候，需要人和人之间保持安全距离，不应该互相靠近，人与人之间如果能够保持必要的安全距离，将大大减小病毒的传播可能性，伴随着复产复工，人们开始重新回到工作岗位，日常出行也逐渐增多，但是对疫情的防控仍需警惕。国家卫健委表示，一般来讲，近距离接触飞沫传播容易感染，所以距离保持远一点，1.5米到2米左右是比较安全的，因此，除了出行必须佩戴口罩外，保持距离是十分重要的防护手段。

由于人的肉眼测距误差太大，但是当前的测距设备如传统的米尺、标尺虽然测量准确度高，但是携带和测量稍显麻烦，而且在人多的环境下，对测距的准确度要求并不是特别高，对测距的速度要求越快越好，在中国发明专利 CN201610376307.0中提出了一种手表式测距仪，所述的测距仪设成手表形状，并且在两边设有腕带，可以将测距仪戴在手腕上方便携带又方便使用，但是该发明在实际使用中的功能并不完善，仅仅做到了携带方便，在具体操作细节上还需进一步完善，使用中并不方便。考虑到疫情防控和复产复工的需要，当前急需一种便于携带的测距装置，具有操作简单、测距快速、精度较高的优点，方便人们保持安全距离。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种新型的激光雷达测距装置，利用激光雷达测距技术，不仅保证了测量的精度，使用处理器配合显示屏能够快速显示结果，专门设计的佩戴环便于携带，测距触发装置既可手动触发测距，也可做到自动触发，简化了操作。

本实用新型的技术方案如下：

一种激光雷达测距装置，其特征在于，包括显示屏、壳体、测距触发装置、激光雷达测距组件和处理器，所述显示屏安装在壳体的正面，所述激光雷达测距组件包括激光雷达测距传感器，所述测距触发装置、激光雷达测距传感器和处理器安装于壳体的内部，所述显示屏、测距触发装置和激光雷达测距传感器分别和处理器连接，所述测距触发装置包括手动触发按钮和自动触发组件，所述激光雷达测距传感器包括发射端和接收端，所述壳体开设有触发孔、发射孔和接收孔，所述手动触发按钮安装在触发孔上，所述发射端安装在发射孔且发射孔的直径大于发射端直径，所述接收端安装在接收孔且接收孔的直径大于接收端的直径，所述壳体连接有佩戴环。

通过提供上述方案，使用激光雷达测距传感器，保证了测量的精度，处理器配合显示屏快速显示测距结果，专门设计的佩戴环便于携带，测距触发装置既可手动触发按钮手动触发测距，也可利用自动触发组件做到自动触发，简化了操作，真正做到了操作简单、测距快速、精度较高以及方便携带。

如上所述的一种激光雷达测距装置，所述自动触发组件包括加速度传感器，所述加速度传感器固定安装在壳体的内部，所述加速度传感器与处理器连接。利用加速度传感器来实现抬手触发测距。

优选的，所述激光雷达测距传感器采用的芯片型号为VL53L0X，体积小，测量精度高。

如上所述的一种激光雷达测距装置，所述发射孔和接收孔安装在壳体的正面，所述发射孔和接收孔设置在显示屏的同一侧，所述触发孔设置在壳体的侧面。

进一步的，所述激光雷达测距组件还包括精度调节镜头，所述精度调节镜头安装在壳体外，所述精度调节镜头中心与发射端的中心对齐。使用精度调节镜头来调节激光雷达测距的精度。

在上述方案中，所述精度调节镜头从外部安装在发射孔上，所述精度调节镜头与发射孔通过螺纹连接，所述精度调节镜头可转动。进一步的，所述精度调节镜头安装有透镜。

在一种进一步改进的方案中，所述壳体的正面还安装有设置按钮，所述设置按钮设置在显示屏的远离发射孔或接收孔一侧，所述设置按钮与处理器连接，可以操作并进行测距参数的设定。

如上所述的一种激光雷达测距装置，所述壳体内部还安装有蜂鸣器，所述蜂鸣器与处理器连接。可设定测距异常或距离太近时发出警报。

优选的，所述显示屏具有触控功能，方便操作。

本实用新型相对于现有技术所取得的有益效果在于：

本实用新型提供的一种新型的激光雷达测距装置，利用激光雷达测距技术，不仅保证了测量的精度，使用处理器配合显示屏能够快速显示结果；专门设计的佩戴环便于携带；测距触发装置既可手动触发测距，也可做到自动触发，简化了操作；使用精度调节镜头，可调节测距精度；设置按钮和显示屏，方便了人机交互；是一种便于携带的测距装置，具有操作简单、测距快速、精度较高的优点，方便人们保持安全距离或用于测量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为实施例1中一种激光雷达测距装置的内部结构示意图；

图2为实施例1中一种激光雷达测距装置的外部结构示意图；

图3为实施例1中在壳体外安装精度调节镜头后的结构示意图。

图中各附图标记所代表的组件为：

1、显示屏，2、壳体，21、发射孔，22、接收孔，23、触发孔，3、测距触发装置，31、手动触发按钮，32、自动触发按钮，321、加速度传感器，4、激光雷达测距组件，41、激光雷达测距传感器，411、发射端，412、接收端，42、精度调节镜头，421、透镜，5、处理器，6、设置按钮，7、蜂鸣器。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例1

参见图1，图1是本实施例1的一种激光雷达测距装置的内部结构示意图，包括显示屏1、壳体2、测距触发装置3、激光雷达测距组件4、处理器5、设置按钮6和蜂鸣器7，所述显示屏1安装在壳体2的正面，为了展示内部结构，去掉了显示屏1上方的壳体2，从而可以看到显示屏1上方的激光雷达测距传感器 41，所述激光雷达测距组件4包括激光雷达测距传感器41和精度调节镜头42，其中精度调节镜头42安装在壳体2上因此并没有显示出来。所述测距触发装置 3、激光雷达测距传感器41和处理器5安装于壳体2的内部，所述显示屏1、测距触发装置3(包括手动触发按钮31和自动触发组件32)、激光雷达测距传感器41、设置按钮6和蜂鸣器7分别和处理器5连接。

继续结合图1和图2，所述激光雷达测距传感器41包括发射端411和接收端412，所述壳体2开设有触发孔23、发射孔21和接收孔22，所述手动触发按钮31安装在触发孔23上，所述发射端411安装在发射孔21且发射孔21的直径大于发射端411直径，所述接收端412安装在接收孔22且接收孔22的直径大于接收端412的直径，所述壳体2连接有佩戴环。手动触发按钮31相比于自动触发组件32，需要用手按压手动触发按钮31，采用两种触发测距方式，能够适应不同场合和操作的要求，连续测距也更加方便。为了使整个装置看起来美观合理，我们对壳体2外的部分组件进行了合理规划，所述发射孔21和接收孔22安装在壳体2的正面，所述发射孔21和接收孔22设置在显示屏1的同一侧(上侧)，所述触发孔23设置在壳体2的左侧。

参见图1，由于所述壳体2的正面还安装有设置按钮6，在本实施例中，所述设置按钮6对称地设置在显示屏1的另一侧(下侧)，所述设置按钮6与发射孔21、接收孔22分别位于显示屏1的两侧，在视觉上显得较为对称和谐，也更符合操作习惯。所述设置按钮6共有包括三个按钮，分别对应“减”、“确认”和“加”，并与处理器5连接，进一步的，所述壳体2内部还安装有蜂鸣器7，所述蜂鸣器7与处理器5连接，可设定测距异常或距离太近时发出警报。通过设置按钮6可以操作并进行测距参数的设定，例如设定测距距离的上下限合理范围，若处理器5分析测量数据后发现不在合理范围内，可控制蜂鸣器7报警。当然，本例并不代表设置按钮6的全部设置功能，开发人员可自行定义其功能，以充分发挥本激光雷达测距装置的性能。

参见图1，所述自动触发组件32包括加速度传感器321，所述加速度传感器321固定安装在壳体2的内部，所述加速度传感器321与处理器5连接。加速度传感器321是一种能感受加速度并转换成可用输出信号的传感器，将本激光雷达测距装置佩戴在手臂上，若要利用加速度传感器321完成自动触发测距，只需要抬起手臂，此时加速度传感器321检测到加速度的变化，并将该变化转换为电信号发送至处理器5，处理器5控制激光雷达测距传感器41，其发射端411发射激光，接收端412接收反射信号，最终将测距信号返回给处理器5，来实现抬手触发测距。在这个过程中，人只需要作出适当的抬手动作即可触发测距，抬手触发的灵敏度可自行设定，由抬手到将手臂摆成测距姿势，加速度传感器321持续发挥作用，并由处理器5对加速度传感器321的检测信号进行判断，分析手臂是否已经稳定成测距姿势，然后控制激光雷达测距传感器41执行测距任务。测距姿势要求十分简单，只需保证发射端411大致对准目标即可，测距时间很短，完成测距后还可通过蜂鸣器7提示完成，快速且方便。

其中，处理器5可有多种选择，如STM32单片机、DSP等，所执行的任务不过是简单的传感器信号分析处理以及发出有限的几种控制指令，在具体实现上没有过多的要求。本实用新型的创新之处并不在于处理器等控制电路的设计，且如何获取传感器的检测信号并进行处理以及如何发送指令，是本领域内技术人员的基本技能，网络上也有大量成品实例可供参考，在此不做赘述。

优选的，为了使激光雷达测距装置微型化，我们对激光雷达测距传感器41 的选型做了进一步要求，本实施例中采用的芯片型号为VL53L0X，以毫米为体积计量尺寸，便于安装在狭窄空间，并且测量精度高。当然，也有其他许多性能优异的测距传感器，考虑到体积、成本及知识面等因素，我们选择了VL53L0X芯片作为本实施例的激光雷达测距传感器41。

参见图3，为了进一步调节激光雷达测距传感器41的发散角，所述激光雷达测距组件4还包括精度调节镜头42，所述精度调节镜头42安装在壳体2外，所述精度调节镜头42中心与发射端411的中心对齐。使用精度调节镜头42来调节激光雷达测距的精度。在上述方案中，所述精度调节镜头42从外部安装在发射孔21上，所述精度调节镜头42与发射孔21通过螺纹连接，所述精度调节镜头42可转动。进一步的，所述精度调节镜头42安装有透镜421。

首先，激光雷达测距的基本原理是，在测距点向被测目标发射一束短而强的激光脉冲，激光脉冲到达目标后会反射回一部分被接收。假设目标距离为L，激光脉冲往返的时间间隔是t，光速为c，那么测距公式为L＝tc/2。但是在实际操作中，光的发散会产生一定的影响。由于激光雷达测距传感器41发出的光是固定的，因而其发散角也是固定的，即发出的光的发散程度是固定的，发散角越大，同样的距离光照射的范围越大，光越分散，而分散的光可能会同时照到远近不同的目标上，那么接收到的返回的光的时间也会不同，即较为分散的光在进行测距时，可能会因为照到远近不同的目标上而得出不同的距离值。为此，我们加设了精度调节镜头42，从而改变激光雷达测距传感器41发出的光的发散角，从而提高了测距的精度，实现了发射端411指向某个目标发出的光不会过分地发散，即只落在该目标上，那么根据该目标返回的光即可得出正确的距离值，以此实现精度调节。

为了改变激光雷达测距传感器41发出的光的发散角，我们使用透镜421配合可转动的精度调节镜头42，其原理为凸透镜调焦。如果对于测距精度要求不高，也可取下精度调节镜头42。

优选的，所述显示屏1具有触控功能，方便操作，整个装置的功能更加完善。

通过本实施例的方案，利用激光雷达测距技术，不仅保证了测量的精度，使用处理器5配合显示屏1能够快速显示结果；专门设计的佩戴环便于携带；测距触发装置3既可手动触发测距，也可做到自动触发，简化了操作；使用精度调节镜头42，可调节测距精度；设置按钮6和显示屏1，方便了人机交互；是一种便于携带的测距装置，具有操作简单、测距快速、精度较高的优点，方便了人们保持安全距离或用于测量等用途。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光雷达测距装置，其特征在于，包括显示屏(1)、壳体(2)、测距触发装置(3)、激光雷达测距组件(4)和处理器(5)，所述显示屏(1)安装在壳体(2)的正面，所述激光雷达测距组件(4)包括激光雷达测距传感器(41)，所述测距触发装置(3)、激光雷达测距传感器(41)和处理器(5)安装于壳体(2)的内部，所述显示屏(1)、测距触发装置(3)和激光雷达测距传感器(41)分别和处理器(5)连接，所述测距触发装置(3)包括手动触发按钮(31)和自动触发组件(32)，所述激光雷达测距传感器(41)包括发射端(411)和接收端(412)，所述壳体(2)开设有触发孔(23)、发射孔(21)和接收孔(22)，所述手动触发按钮(31)安装在触发孔(23)上，所述发射端(411)安装在发射孔(21)且发射孔(21)的直径大于发射端(411)直径，所述接收端(412)安装在接收孔(22)且接收孔(22)的直径大于接收端(412)的直径，所述壳体(2)连接有佩戴环。

2.根据权利要求1所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述自动触发组件(32)包括加速度传感器(321)，所述加速度传感器(321)固定安装在壳体(2)的内部，所述加速度传感器(321)与处理器(5)连接。

3.根据权利要求1所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述激光雷达测距传感器(41)采用的芯片型号为VL53L0X。

4.根据权利要求1所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述发射孔(21)和接收孔(22)安装在壳体(2)的正面，所述发射孔(21)和接收孔(22)设置在显示屏(1)的同一侧，所述触发孔(23)设置在壳体(2)的侧面。

5.根据权利要求4所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述激光雷达测距组件(4)还包括精度调节镜头(42)，所述精度调节镜头(42)安装在壳体(2)外，所述精度调节镜头(42)中心与发射端(411)的中心对齐。

6.根据权利要求5所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述精度调节镜头(42)从外部安装在发射孔(21)上，所述精度调节镜头(42)与发射孔(21)通过螺纹连接，所述精度调节镜头(42)可转动。

7.根据权利要求5所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述精度调节镜头(42)安装有透镜(421)。

8.根据权利要求4所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述壳体(2)的正面还安装有设置按钮(6)，所述设置按钮(6)设置在显示屏(1)的远离发射孔(21)或接收孔(22)一侧，所述设置按钮(6)与处理器(5)连接。

9.根据权利要求1所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述壳体(2)内部还安装有蜂鸣器(7)，所述蜂鸣器(7)与处理器(5)连接。

10.根据权利要求1所述的一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述显示屏(1)具有触控功能。

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