CN214895818U - 多线扫描装置及自主行走设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种多线扫描装置，包括：多线激光雷达，所述多线激光雷达以预定角度发射多束扫描激光束，并基于所述扫描激光束的回波信号探测障碍物；雷达保持座，所述雷达保持座能够将所述多线激光雷达保持固定，并且使得所述多线激光雷达光轴向下倾斜保持；反射板组，所述反射板组被配置为改变部分所述扫描激光束的光路方向，其中，所述反射板组包括至少一个反射板。本实用新型技术方案能够实现对周边空间环境的立体感知，覆盖范围更广，提高多线激光雷达的利用率；同时能够减少多线激光雷达的视觉盲区，有效扩大视场角范围，提高多线激光雷达的灵敏性和探测精度。

Description

多线扫描装置及自主行走设备

技术领域

本实用新型涉及自主定位导航技术领域，具体涉及一种多线扫描装置及自主行走设备。

背景技术

自主定位导航是智能机器人、无人驾驶等领域实现自主行走的必备技术，不管什么类型的设备，只要涉及到自主移动，就需要在其行走的环境中进行导航定位，但传统的定位导航方法由于智能化水平较低，没有能够解决定位导航的问题。直至激光雷达技术的出现，在很大程度上化解了这个难题。

随着激光雷达技术的发展，激光雷达技术已从最初的激光测距技术，逐步发展为激光跟踪、激光测速、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术。因此，激光雷达技术被广泛地应用到测量、交通、无人驾驶以及移动机器人等领域。目前，智能机器人、无人驾驶等领域中采用的自主定位导航技术是以激光雷达SLAM为基础，增加视觉和惯性导航等多传感器融合的方案帮助智能机器人或无人驾驶设备实现自主建图、路径规划、自主避障等任务。

其中，单线激光雷达技术由于其扫描速度快、分辨率强、可靠性高，并且在角频率及灵敏度上反应快捷，在测试周围障碍物的距离和精度上拥有较高的精准度，因此一直是应用主流。而多线激光雷达技术可以识别物体的高度信息并获取周围环境的3D扫描图，在无人驾驶领域中应用较为广泛。然而，现有技术的激光雷达技术在自主定位导航领域的应用存在如下缺陷：

(1)单线激光雷达只能实现平面扫描，获取的数据为2D数据，无法获取目标的高度等信息，对于一些小物体会被忽略，最终成为障碍物影响移动机器人的运行；

(2)多线激光雷达，基本上都是水平放置，导致射向高处的部分雷达激光束被浪费，射向低处的雷达激光束又无法覆盖靠近移动机器人的死角区域，造成雷达激光束实际覆盖面较小，获得的障碍物信息不够完整，在一些特定工作环境中，难以实现快速精准定位。

实用新型内容

为了解决相关技术中的问题，本实用新型实施例提供一种多线扫描装置及自主行走设备。

第一方面，本实用新型实施例中提供了一种多线扫描装置。

具体地，所述多线扫描装置，包括：

多线激光雷达，所述多线激光雷达以预定角度发射多束扫描激光束，并基于所述扫描激光束的回波信号探测障碍物；

雷达保持座，所述雷达保持座能够将所述多线激光雷达保持固定，并且使得所述多线激光雷达光轴向下倾斜保持；

反射板组，所述反射板组被配置为改变部分所述扫描激光束的光路方向，其中，所述反射板组包括至少一个反射板。

根据本实用新型实施例，优选地，其中，所述反射板组设置在所述多线激光雷达的侧上方，用于将所述部分扫描激光束反射至所述多线激光雷达的第一扫描区域。

根据本实用新型实施例，优选地，所述扫描激光束至少包含第一扫描激光束，所述第一扫描激光束经由至少一个所述反射板反射后射向所述第一扫描区域。

根据本实用新型实施例，优选地，所述扫描激光束至少包含第一扫描激光束和第二扫描激光束，所述反射板组至少包括第一反射板和第二反射板，其中，所述第一扫描激光束和第二扫描激光束分别经由所述第一反射板和第二反射板反射后射向所述第一扫描区域。

根据本实用新型实施例，优选地，所述扫描激光束至少包含第一扫描激光束，所述反射板组至少包括第一反射板和第二反射板，其中，所述第二反射板沿所述第一反射板的第一方向和/或第二方向延伸形成，所述第一扫描激光束经由所述第二反射板反射后形成多个所述第一扫描区域。

根据本实用新型实施例，优选地，每个所述反射板中不同的反射板对同一扫描激光束具有相同或不同的反射角度。

根据本实用新型实施例，优选地，其中，所述多束扫描激光束中未经所述反射组反射的扫描激光束直接射向所述多线激光雷达的第二扫描区域，所述第一扫描区域和第二扫描区域组成所述多线激光雷达的探测区域。

根据本实用新型实施例，优选地，每个所述反射板之间形成角度可调的预设夹角。

根据本实用新型实施例，优选地，所述反射板组还包括：设置在所述至少一个反射板上的指示标尺和传感元件，其中，所述指示标尺用于指示所述部分扫描激光束照射到所述反射板的相应位置时所对应所述第一扫描区域的位置，所述传感元件用于感知并确认所述扫描激光束在所述反射板上的照射位置。

根据本实用新型实施例，优选地，所述装置还包括：调节元件和固定座，所述调节元件设置于所述雷达保持座与所述固定座之间，通过调整所述调节元件以改变所述多线激光雷达光轴的倾斜角度。

根据本实用新型实施例，优选地，所述反射板组还包括支撑座，所述至少一个反射板固定于所述支撑座上。

根据本实用新型实施例，优选地，所述装置还包括滑动导轨，所述固定座和所述支撑座与所述滑动导轨之间通过固定连接或滑动配合方式连接。

根据本实用新型实施例，优选地，所述反射板组采用一体式结构或分体式结构；所述至少一个反射板包括平面反射面和/或曲面反射面。

第二方面，本实用新型实施例中提供了一种自主行走设备。

具体地，所述自主行走设备，包括：

行走设备主体和固定支架，所述固定支架位于所述行走设备主体的前端；

多线扫描装置，所述多线扫描装置设置在所述固定支架上；

控制器，所述控制器根据所述多线扫描装置的回波信号信息控制所述自主行走设备执行相应地行走策略。

根据本实用新型实施例，优选地，所述自主行走设备为机器人或AGV小车。

根据本实用新型实施例提供的技术方案，一种多线扫描装置及自主行走设备，主要包括多线激光雷达，所述多线激光雷达以预定角度发射多束扫描激光束，并基于所述扫描激光束的回波信号探测障碍物；雷达保持座，通过所述雷达保持座上使得所述多线激光雷达能够被倾斜地保持；反射板组，所述反射板组被配置为改变部分所述扫描激光束的光路方向，并且包括至少一个反射板。本实用新型技术方案采用多线激光雷达可识别物体的高度信息并获取周围环境的3D扫描图，可以实现对周边空间环境的立体感知，探测精度更高，覆盖范围更广；通过将多线激光雷达倾斜设置，减少扫描激光束的浪费，提高多线激光雷达的利用率；同时在多束扫描激光束的射出路径上设置反射板组，使得其中的部分扫描激光束经反射板组后改变原始的光路方向，能够减少多线激光雷达的视觉盲区，有效扩大视场角范围，提高多线激光雷达的灵敏性和探测精度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出根据本实用新型实施例的多线扫描装置的立体示意图；

图2示出根据本实用新型一实施例的四线扫描装置的光路图；

图3示出根据本实用新型一实施例的多线扫描装置的反射板组的俯视图；

图4示出根据本实用新型实施例的自主行走设备的示意图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本实用新型的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。

在本实用新型中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所实用新型的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对于“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

上文提及，在智能机器人、无人驾驶等领域中采用的自主定位导航技术是以激光雷达技术为基础来帮助智能机器人或无人驾驶设备实现自主建图、路径规划、自主避障等任务。然而，目前大多使用的单线激光雷达无法获取目标的高度等信息，对于一些小物体会被忽略，最终成为障碍物影响移动机器人的运行；而多线激光雷达基本上都是水平设置，一方面导致多线激光雷达的利用率低，另一方面造成雷达激光束的实际覆盖面积较小，获得障碍物信息不够完整，在一些特定工作环境中，难以实现快速精准定位。

为克服上述缺陷，本实用新型实施例提供了一种多线扫描装置，包括多线激光雷达、雷达保持座以及反射板组。所述多线激光雷达被保持在所述雷达保持座上并且所述多线激光雷达的光轴倾斜向下保持，可以以预定角度发射多束扫描激光束，并基于所述扫描激光束的回波信号探测障碍物；所述反射板组用于改变部分所述扫描激光束的光路方向以扩大所述扫描激光束的探测范围。本实用新型技术方案采用多线激光雷达能够实现对周边空间环境的立体感知，覆盖范围更广；而且倾斜设置的多线激光雷达可以减少扫描激光束的浪费，提高多线激光雷达的利用率；本实用新型通过在多束扫描激光束的射出路径上设置反射板组，使得其中的部分扫描激光束经反射板组后改变原始的光路方向，能够减少多线激光雷达的视觉盲区，有效扩大视场角范围，提高多线激光雷达的灵敏性和探测精度。

图1示出根据本实用新型的实施例的多线扫描装置的立体示意图。

如图1所示，所述多线扫描装置至少包括：多线激光雷达101、雷达保持座102以及反射板组103；

其中，所述多线激光雷达101包括：激光发射元件，所述激光发射元件包括多个激光发射器，用于分别以预定角度发射多束扫描激光束；激光接收元件，所述激光接收元件用于对应接收该多束扫描激光束在目标物体上的反射回波，并将该反射回波相继传输给相应的回波信号处理器件进行处理，即探测器；所述探测器基于所述扫描激光束的回波信号探测障碍物。

根据本实用新型的实施例，为了能够实现多角度的探测障碍物，有效扩大探测范围，多线激光雷达101通过设置多个激光发射器，以预定角度分别发射多束扫描激光束，其中，所述预定角度以水平面作为参考平面，可以形成0°～90°之间的任意夹角范围，如-60°-45°、-30°、-15°-10°、10°、15°、30°、45°或60°等；并基于该多束扫描激光束在目标物体(例如障碍物)上的回波信号精确探测障碍物，例如，确定障碍物的距离、高度等信息。多线激光雷达101可以为4线、8线、16线或128线。本实用新型实施例提供的一种为四线激光雷达101，本领域普通技术人员应理解，本实用新型以四线激光雷达为例仅是为了充分解释说明本实用新型的技术方案，本实用新型对多线激光雷达的线数不作特别限制。

在本实用新型的实施例中，为了方便安装调试多线激光雷达101，多线激光雷达101通过雷达保持座102保持固定，并且通过雷达保持座102能够使得多线激光雷达101的光轴向下倾斜保持。同时，多线激光雷达101与雷达保持座之间采用转动连接的方式固定，使得多线激光雷达101能够相对于雷达保持座102发生旋转。如此，可以避免由于多线激光雷达101射向高处的部分扫描激光束未射向目标物体(如障碍物)而浪费，以及射向低处或远处的部分扫描激光束无法覆盖靠近自主行走设备(例如智能机器人或者无人驾驶设备等)的死角区域等问题，提高多线激光雷达的利用率；通过合理利用多线激光雷达发射的多束扫描激光束，此外，通过可旋转的方式固定多线激光雷达，可以获得更大的视野范围。

在本实用新型的实施例中，反射板组103可以包括一个或多个反射板，反射板中的一个或多个用于改变多线激光雷达101发射的多束扫描激光束中的部分扫描激光束的光路方向。本实用新型通过在多线激光雷达101发射的多束扫描激光束的发射路径上设置反射板组103，可以改变部分扫描激光束的光路方向，从而调整该部分扫描激光束照射在目标物体(例如障碍物、地面等)的构成的光幕扫描区域，相较于该部分扫描激光束按照原有光路路径照射到目标物体后形成的覆盖区域，本实用新型的扫描区域范围更广，激光探测的灵敏度和精度更高。

图2示出根据本实用新型实施例的四线扫描装置光路图。

本实用新型实施例以四线激光雷达为例进行说明，并且四线激光雷达可沿不同发射角射出四条扫描激光束，并经由反射板组103反射，其中反射板组103可以包括多个反射板，例如两个或两个以上的反射板。具体地，如图2所示，反射板组103被设置在多线激光雷达101的侧上方，如此布置可使得反射板组103位于以预定角度射出的多束扫描激光束的发射路径上。根据本实用新型的实施例，反射板组103至少包括第一反射板1031和第二反射板1032，第二反射板1032与预设夹角装配或形成于第一反射板1031的外沿处，例如，第二反射板1032可以沿第一反射板1031的第一方向(即X方向)以预设夹角装配和/或延伸形成。当四线激光雷达沿四种不同发射角度发射出四条扫描激光束a、b、c和d时，此时，其中的两条扫描激光束a、b经第一反射板1031和第二反射板1032反射后形成多线激光雷达101的第一扫描区域AB。相比于未设置反射板组的多线扫描装置，本实用新型实施例能够扩大多线激光雷达101的探测范围(例如覆盖面积增加的第一扫描区域AB)，提高探测的灵敏度和精确度。

进一步地，本实用新型实施例的扫描激光束至少包含第一扫描激光束a，第一扫描激光束a经由至少一个反射板1031、1032反射后射向第一扫描区域。其中，第二反射板1032可以沿第一反射板1031的第一方向(即X方向)相对于所述第一反射板1031以预定夹角装配和/或延伸形成，同时也可以沿第一反射板1031的第二方向(即Y方向)以预定夹角的形式装配或一体延伸形成。可以理解，此时，在控制四线激光雷达101旋转的同时以预定角度(例如0°附近)射出的第一扫描激光束a可以经布置在不同方向上的第二反射板1032被反射至不同的扫描位置，形成例如前、左、右三个方向上的“匚”形扫描光幕，进一步扩大多线扫描装置的探测范围。

此外，本实用新型的实施例的反射板组103中的多个反射板可以仅对应一条出射扫描激光束，从而可以根据实际探测场合的需求，能够方便灵活地调整由该束扫描激光束形成的第一扫描区域的位置，而不必考虑其它扫描激光束照射位置的干扰。当然，在一些特定的工作环境中，如周围环境复杂，障碍物较多的场合，本实用新型的实施例的多个反射板可以分别对应多条出射的扫描激光束，例如，如图2所示，扫描激光束至少包含第一扫描激光束a和第二扫描激光束b，反射板组103至少包括第一反射板1031和第二反射板1032，其中，第一扫描激光束a经由第一反射板1031和第二反射板1032反射后形成所述第一扫描区域A，以及第二扫描激光束b可经由第二反射板1032和第一反射板1031反射后形成所述第一扫描区域B，以满足复杂工况的应用环境。

本实用新型实施例，每个所述反射板中不同的反射板对同一扫描激光束具有相同或不同的反射角度。也就是说，本实用新型的反射板组103可以使得由多线激光雷达101发射的部分扫描激光束以相同或不同的反射角经过一次反射或多次反射的方式改变原有的光路方向。而该部分扫描激光束的具体反射角以及反射次数可根据实际探测环境的目标物体的具体情况而设定。保持多线扫描装置的倾斜角度不变，第一扫描激光束a可以经过第一反射板1031发生两次反射后改变其光路方向射向光幕区域A，其与经反射后的第二扫描激光束b形成的光幕区域B形成第一扫描区域AB。本实用新型实施例可以通过扫描激光束经过一次或多次反射后形成更大的扫描区域，以满足不同应用场合的需要。

由上文可知，本实用新型实施例的多线激光雷达101发射的多束扫描激光束包含经反射板组103反射的部分扫描激光束和未经反射板组103改变光路方向的扫描激光束，其中，部分扫描激光束经由反射板组103改变光路方向后射向目标物体(例如障碍物、地面等)可指示并构成扩展的光幕扫描区域，即第一扫描区域；而多束扫描激光束中未经所述反射组反射的扫描激光束直接射向目标物体(例如障碍物、地面等)后可形成多线激光雷达101的原始覆盖区域，即第二扫描区域，并且第一扫描区域和第二扫描区域共同组成多线激光雷达101的探测区域。而探测区域中的第一扫描区域为新扩展的区域，其可以形成在更靠近自主行走设备附近，如智能机器人附近、无人驾驶设备的车轮或车体附近，可以减少多线激光雷达的视觉盲区，有效扩大视场角范围，提高多线激光雷达的灵敏性和探测精度。

根据本实用新型实施例，本实用新型的反射板组103中的每个反射板之间还可以形成角度可调的预设夹角。通过设置可调地预设夹角，可以灵活调节经反射板组103反射后的扫描激光束的光幕扫描区域，实时调整多线激光雷达101的探测区域，从而在一定程度上提升多线扫描装置的灵敏性和探测精度。

图3示出根据本实用新型一实施例的多线扫描装置的反射板组的俯视图。

如图3所示，本实用新型实施例的反射板组103还包括设置在所述至少一个反射板上的指示标尺，用于指示扫描激光束照射到所述反射板的相应位置时，扫描激光束在所述反射板的照射位置与所述第一扫描区域的对应关系，例如，设置在第一反射板1031和/或第二反射板1032上的指示标尺能够指示某一扫描激光束照射到该指示标尺的某一位置时所对应的目标物体(例如障碍物、地面等)的光幕覆盖区域；以及传感元件108，所述传感元件108顺序、间隔排布于所述第一反射板1031和/或第二反射板1032上，用于感知并确认所述扫描激光束在所述反射板上的照射位置。其中，所述传感元件108优选光敏传感器，当扫描激光束照射到光敏传感器上时，光敏传感器发光。光敏传感器在所述反射板组103上的布置位置预先被标定，其位置可对应于从多线激光雷达101发出的扫描激光束在目标物体(例如障碍物、地面等)的不同视野范围。如此可以通过多线激光雷达101的倾斜角和/或反射板与反射板之间的夹角使得扫描激光束照射在反射板组103的预定位置，从而获得预定目标物体(如地面)的视野范围。本实用新型实施例通过设置在反射板上的指示标尺和传感元件，可以提升调整多线激光雷达扫描区域的自动化程度以及响应速度。

根据本实用新型实施例，本实用新型的多线扫描装置还包括：调节元件104和固定座105，所述调节元件104设置于所述雷达保持座102与所述固定座105之间。本实用新型实施例的调节元件104可以为调节螺栓，如图1所示，通过调节螺栓104在弧形滑槽中的位置来调节雷达保持座102的倾斜角度；此外，调节元件还可以是其他调节部件，例如：调节螺杆、电动气缸或者液压缸等部件，将调节螺杆、气缸或液压缸抵靠在雷达保持座102与固定座105之间，通过调整调节元件的调节杆的升降(例如螺杆伸出长度、或者气缸杆、液压缸杆的升降高度)实现所述雷达保持座102的俯仰角度的调节，进而改变所述多线激光雷达101光轴的倾斜角度，从而能够方便调节多线激光雷达的预定发射角度，并结合反射板组形成更广泛的探测视场角范围，提高探测的灵敏度，同时增加应用场合的多样性。

根据本实用新型实施例，其中，反射板组103还包括支撑座106，至少一个反射板通过支撑座106固定安装。

所述多线扫描装置还包括滑动导轨107，多线激光雷达101通过固定座105与滑动导轨107实现滑动连接，反射板组103通过支撑座106与滑动导轨107实现滑动连接，其中，固定支撑所述反射板组103的支撑座106以可拆卸的方式安装在固定座105上，或者将支撑座106直接布置于滑动导轨107上，从而使得多线激光雷达101与反射板组103可在所述滑动导轨107上实现同步或异步滑动。通过灵活地调节激光雷达101与反射板组103的在滑动导轨上的相对位置，可进一步扩大探测范围。

根据本实用新型实施例，反射板组采用挠性或弹性材料一体成型，或者采用金属材料或其它复合材料分体成型，并且所述至少一个反射板包括平面反射面和/或曲面反射面，例如平面反射镜面、曲面发射镜面(如球面镜或柱面镜等)。本领域技术人员可以理解，本领域中凡是能够实现本实用新型的多束扫描激光束按照一定的光路进行反射以射向目标物体后形成光幕扫描区域的任何形式或形状的反射镜面均可以选择，本实用新型对此不做特别限制。

前文提及，自主定位导航技术中可以以激光雷达技术为基础来帮助智能机器人或无人驾驶设备等自主行走装置实现自主建图、路径规划、自主避障等任务。但是，现有的自主行走装置中使用的单线激光雷达无法获取目标的高度等信息，对于一些小物体会被忽略，最终成为障碍物影响移动机器人的运行；而至于多线激光雷达，由于其基本上都是沿水平设置，导致多线激光雷达的利用率较低，并且往往会造成雷达激光束的实际覆盖面积较小，获得障碍物信息不够完整，在一些特定工作环境中，难以圆满完成快速精准的路径规划以及自主避障等任务。

为克服上述缺陷，本实用新型实施例中提供了一种自主行走设备。

图4示出根据本实用新型实施例的自主行走设备的示意图。

一种自主行走设备，本实用新型的自主行走设备可以为智能机器人或者AGV小车、叉车等无人驾驶车辆，所述自主行走设备可以包括：行走设备主体201、固定支架202、多线激光雷达101、雷达保持座102、反射板组103以及控制器。其中，固定支架202设置于行走设备主体201的前端，多线激光雷达101以预定角度发射多束扫描激光束，并基于该多束扫描激光束的回波信号探测障碍物，雷达保持座102设置在固定支架202上方，并且能够使得多线激光雷达101光轴倾斜向下地保持，反射板组103被配置为改变部分扫描激光束的光路方向，所述反射板组103包括至少一个反射板，控制器根据多线激光雷达101的回波信号信息控制自主行走设备执行相应地行走策略。

本实用新型实施例提供的技术方案，通过将多线激光雷达101光轴倾斜向下保持，同时设置反射板组103结构调整部分扫描激光束的光路方向，从而能够合理利用多线激光雷达101发出的扫描激光束，并且扩大自主行走设备的探测范围，为自主行走设备的自主建图、路径规划、自主避障等任务提供更加快速、灵敏的响应机制和保障，提高设备的可靠性，满足复杂工况应用环境的需求。

为了清楚阐明本实用新型的技术方案，下面实施例将介绍一个包含四线激光雷达的自主行走设备。

如图4所示，自主行走设备，包括：行走设备主体201、固定支架202、四线激光雷达101、雷达保持座102、反射板组103以及控制器。其中，固定支架202设置于行走设备主体201的前端，四线激光雷达101以预定角度发射四束扫描激光束，并基于该四束扫描激光束的回波信号探测障碍物，雷达保持座102设置在固定支架202上方，并且能够使得四线激光雷达101光轴倾斜向下地保持，反射板组103被配置为改变部分所述扫描激光束的光路方向，其中，所述反射板组103包括至少一个反射板，控制器根据四线激光雷达101的回波信号信息控制自主行走设备执行相应地行走策略。

具体地，四线激光雷达101包括：激光发射元件、激光接收元件以及探测器。通过四线激光雷达101可识别物体的高度信息并获取周围环境的3D扫描图，可以实现对周边空间环境的立体感知，探测精度更高，覆盖范围更广。该四线激光雷达101可以以预定角度分别发射第一扫描激光束a、第二扫描激光束b、第三扫描激光束c以及第三扫描激光束d。其中，由于四线激光雷达101的光轴被倾斜向下保持，从而使得第一扫描激光束a和第二扫描激光束b分别经反射板组103反射后射向地面构成光幕扫描区域，即第一扫描区域AB；而未经反射板组103反射的第三扫描激光束c和第四扫描激光束d直接射向地面构成第二扫描区域CD。本实用新型通过四线激光雷达，不仅可以识别物体的高度信息并获取周围环境的3D扫描图，实现对周边空间环境的立体感知，还可以使得激光雷达的覆盖范围更广，探测精度更高。

其中，反射板组103可以包括两个反射板，例如第一反射板1031、第二反射板1032，并且第一反射板1031设置在四线激光雷达101的上方、第二反射板1032设置在四线激光雷达101的侧方。经四线激光雷达101发射的第一扫描激光束a以第一入射角发射到第一反射板1031后，经第一反射板1031和第二反射板1032反射后射向地面形成光幕A，经四线激光雷达101发射的第二扫描激光束b以第二入射角发射到第二反射板1032后，经第二反射板1032和第一反射板1031反射后射向地面形成光幕B，光幕A和光幕B共同构成了第一扫描区域AB；经四线激光雷达101发射的第三扫描激光束c和第四扫描激光束d直接射向地面，分别形成光幕C和光幕D，其中光幕C和光幕共同构成了第二扫描区域CD；此时，第一扫描区域AB和第二扫描区域CD就共同构成了四线激光雷达101的探测区域BC，如图2所示。

优选地，为了方便调整四线激光雷达101光轴的倾斜角，以使不同发射角度的扫描激光束经反射板组103反射后形成不同的第一扫描区域，满足各种复杂工况的应用需求，本实用新型实施例还包括调节元件104和固定座105，调节元件104装设与固定座105与所述雷达保持座102之间，通过调节元件104调整四线激光雷达101光轴的倾斜角度。

本实用新型实施例，反射板组103还可以包括支撑座106，第一反射板1031和第二反射板1032通过支撑座106固定支撑。通过支撑座106以及固定座105可以将反射板组103和四线激光雷达101连接固定，可以使二者之间产生联动或单动效应。例如，多线激光雷达101可以与反射板组103之间实现模块化生产制造，可以将二者作为一件产品一体成型，也可以互为配件的方式生产销售，为用户带来便利性。

本实用新型的另一实施例中，反射板组103的每个反射板中不同的反射板对同一扫描激光束具有不同的反射角度，也就是说，反射板组103可以使得由激光雷达发射的部分扫描激光束经过一次反射或多次反射的方式改变原有的光路方向。

根据本实用新型的实施例，本实用新型的自主行走设备的反射板组103还可以包括设置在至少一个反射板上的用于指示反射板的相应位置与扫描区域的对应关系的指示标尺以及用于感知扫描激光束的入射位置的传感元件，例如光敏传感器。通过在反射板上设置可以感知扫描激光束入射位置的传感元件以及能够指示某一扫描激光束照射到反射板特定位置时对应的障碍物的覆盖范围的指示标尺，能够方便控制多线扫描装置的探测范围，提升自主行走设备操作的便利性和响应速度，提高探测的灵敏度和准确度。

应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般标识前后关联对象是一种“或”的关系。本文中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的对象。

以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (15)

1.一种多线扫描装置，其特征在于：所述装置包括：

多线激光雷达，所述多线激光雷达以预定角度发射多束扫描激光束，并基于所述扫描激光束的回波信号探测障碍物；

雷达保持座，所述雷达保持座能够将所述多线激光雷达保持固定，并且使得所述多线激光雷达光轴向下倾斜保持；

反射板组，所述反射板组被配置为改变部分所述扫描激光束的光路方向，其中，所述反射板组包括至少一个反射板。

2.根据权利要求1所述的多线扫描装置，其特征在于：其中，所述反射板组设置在所述多线激光雷达的侧上方，用于将所述部分扫描激光束反射形成所述多线激光雷达的第一扫描区域。

3.根据权利要求2所述的多线扫描装置，其特征在于：所述扫描激光束至少包含第一扫描激光束，所述第一扫描激光束经由至少一个所述反射板反射后射向所述第一扫描区域。

4.根据权利要求2所述的多线扫描装置，其特征在于：所述扫描激光束至少包含第一扫描激光束和第二扫描激光束，所述反射板组至少包括第一反射板和第二反射板，其中，所述第一扫描激光束和第二扫描激光束分别经由所述第一反射板和第二反射板反射后射向所述第一扫描区域。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的多线扫描装置，其特征在于：每个所述反射板中不同的反射板对同一扫描激光束具有相同或不同的反射角度。

6.根据权利要求2所述的多线扫描装置，其特征在于：所述扫描激光束至少包含第一扫描激光束，所述反射板组至少包括第一反射板和第二反射板，其中，所述第二反射板沿所述第一反射板的第一方向和/或第二方向延伸形成，所述第一扫描激光束经由所述第二反射板反射后形成多个所述第一扫描区域。

7.根据权利要求2所述的多线扫描装置，其特征在于：其中，所述多束扫描激光束中未经所述反射板组反射的扫描激光束直接射向所述多线激光雷达的第二扫描区域，所述第一扫描区域和第二扫描区域组成所述多线激光雷达的探测区域。

8.根据权利要求1-4或6-7中任一项所述的多线扫描装置，其特征在于：每个所述反射板之间形成角度可调的预设夹角。

9.根据权利要求2-4或6-7中任一项所述的多线扫描装置，其特征在于：所述反射板组还包括：设置在所述至少一个反射板上的指示标尺和传感元件，其中，所述指示标尺用于指示所述部分扫描激光束照射到所述反射板的相应位置时所对应的所述第一扫描区域的位置，所述传感元件用于感知并确认所述部分扫描激光束在所述反射板上的照射位置。

10.根据权利要求1-4或6-7任一项所述的多线扫描装置，其特征在于：所述装置还包括：调节元件和固定座，所述调节元件设置于所述雷达保持座与所述固定座之间，通过调整所述调节元件以改变所述多线激光雷达光轴的倾斜角度。

11.根据权利要求10所述的多线扫描装置，其特征在于：所述反射板组还包括支撑座，用于固定支撑所述至少一个反射板。

12.根据权利要求11所述的多线扫描装置，其特征在于：所述装置还包括滑动导轨，所述固定座和所述支撑座与所述滑动导轨之间通过固定连接或滑动配合方式连接。

13.根据权利要求1-4、6-7或11-12中任一项所述的多线扫描装置，其特征在于：所述反射板组采用一体式或分体式结构；所述至少一个反射板包括平面反射面和/或曲面反射面。

14.一种自主行走设备，其特征在于：包括：

行走设备主体和固定支架，所述固定支架位于所述行走设备主体的前端；

如权利要求1-13任一项所述的多线扫描装置，所述多线扫描装置设置在所述固定支架上；

控制器，所述控制器根据所述多线扫描装置的回波信号信息控制所述自主行走设备执行相应地行走策略。

15.根据权利要求14所述的自主行走设备，其特征在于：所述自主行走设备为机器人或AGV小车。

Images