一种3D激光扫描仪装置的制作方法

本实用新型适用于自动避障技术领域，具体是一种3D激光扫描仪装置。

背景技术：

在交通安全技术领域，避障技术一直是研究和发展的重点。当前，交通工具（汽车和船舶等）的避障技术主要是通过感知装置获取一定范围内的危险源信息，在经过人为的分析，进行手动避障，当所获取的危险源信息不足以充分展示危险态势时，此时就需要手动对感知装置的探测范围进行调整，以增加危险源信息获取量。

随着经济的不断发展，日常交通的态势将愈加复杂，对交通工具的避障功能的需求也越来越大。然而，当障碍物超出人们的可控范围时，传统的避障技术经常会出现交通工具难以闪避障碍物的现象，从而导致交通的险情发生。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种扫描精确、快速、能够自动避障的3D激光扫描仪。

本实用新型的具体方案为：一种3D激光扫描仪装置，具有底座，底座上方安装有云台，云台包括上台面、下台面、垂直舵机、水平舵机和转盘轴承，所述转盘轴承的外圈通过若干个支柱A与下台面固定连接，转盘轴承的内圈通过若干个支柱B与上台面固定连接，所述垂直舵机固定安装在下台面上，且垂直舵机输出轴位于转盘轴承内圈中心，所述垂直舵机输出轴上装有两端开有U型槽的连接板，连接板通过U形槽卡合在支柱B上；在上台面上一左一右安装有两个L型支撑板，在其中的一个L型支撑板内侧安装有水平舵机，水平舵机输出轴的轴端通过轴承安装在另一个L型支撑板上，在水平舵机输出轴的轴体上安装有3D激光扫描仪。

一种用于3D激光扫描仪装置的控制系统，该系统包括：上位机、STM32主控板、舵机控制板，所述STM32主控板上装有通用同步异步收发器A、B、C，通用同步异步收发器A通过串口线与上位机连接，通用同步异步收发器B通过信号线与舵机控制板相连接，通用同步异步收发器C通过信号线与3D激光扫描仪相连接，所述舵机控制板分别与垂直舵机和水平舵机通讯连接，垂直舵机和水平舵机内均装有角度传感器和角速度传感器。

本实用新型所述的立柱A上位于转盘轴承的下方安装有刻度盘，以测量云台水平转动的角度。

本实用新型所述的水平舵机输出轴沿其长度方向为上端扁平、下端圆弧的半圆柱体，3D激光扫描仪安装在水平舵机输出轴上端的扁平部分。

本实用新型所述的云台和3D激光扫描仪外围加装有透明材质的保护壳，保护壳的壳面与3D激光扫描仪扫描的方向垂直。

本实用新型具备的优势在于：

1.本实用新型通过对激光扫描仪的测距信息与舵机转动角度的同步控制，取代了传统的手动调整，使得对避障信息的获取更加自动化和快速化，为交通工具驾驶人员提供了充足的避险时间；

2.本实用新型结构巧妙，对障碍物的识别更加快捷和精确。

附图说明

图1为本实用新型立体图；

图2为本实用新型中上台面与下台面之间结构的局部立体图。

图中：1-底座，2-云台，3-上台面，4-下台面，5-垂直舵机，51-垂直舵机输出轴，6-水平舵机，61-水平舵机输出轴，7-转盘轴承，71-外圈，72-内圈，8-支柱A，9-支柱B，10-连接板，11-U型开口槽，12-刻度盘，13-L型支撑板，14-3D激光扫描仪，15-保护壳。

具体实施方式

本实施例中，一种3D激光扫描仪装置，具有底座1，底座1上方安装有云台2，云台2包括上台面3、下台面4、垂直舵机5、水平舵机6和转盘轴承7，所述转盘轴承7的外圈71通过四个支柱A8与下台面4固定连接，转盘轴承7的内圈72通过四个支柱B9与上台面3固定连接，所述垂直舵机5固定安装在下台面4中心，且垂直舵机5输出轴位于转盘轴承7内圈72中心，在垂直舵机输出轴51上固定装有连接板10，该连接板10的两端开有U型开口槽11，连接板10通过U形开口槽11卡合在支柱B9上，垂直舵机5的转动通过连接板10和支柱B9带动上台面3的水平转动，此外，在下台面4下方的支柱A8上还安装有刻度盘12，用于记录云台2水平转动的角度。

本实施例中，云台2中的上台面3一左一右安装有两个L型支撑板13，在其中的一个L型支撑板13内侧安装有水平舵机6，水平舵机输出轴61的轴端通过轴承安装在另一个L型支撑板13上，水平舵机输出轴61的轴体上安装有3D激光扫描仪14，当水平舵机6运转时，3D激光扫描仪14绕水平舵机输出轴61在垂直方向上作圆弧运动，为保证3D激光扫描仪14的平稳性，水平舵机输出轴61沿其长度方向为上端扁平、下端圆弧的半圆柱体。

本实施例中，为了保证本装置在恶劣天气下正常工作，在云台2和3D激光扫描仪14外还加装有玻璃材质的保护壳15，保护壳15的壳面与3D激光扫描仪14扫描的方向垂直。

本实用新型中，一种用于3D激光扫描仪装置的控制系统，该系统包括：上位机、STM32主控板、舵机控制板，所述STM32主控板上装有通用同步异步收发器（USART）A、B、C，通用同步异步收发器（USART）A通过串口线与上位机连接，通用同步异步收发器（USART）B通过信号线与舵机控制板相连接，通用同步异步收发器（USART）C通过信号线与3D激光扫描仪14相连接，所述舵机控制板分别与垂直舵机5和水平舵机6通讯连接，垂直舵机5和水平舵机6内均装有角度传感器和角速度传感器。

本实施例中，角度传感器检测的位置信息和角速度传感器检测的速度信息依次通过信号线、舵机控制板、通用同步异步收发器（USART）B和通用同步异步收发器（USART）A传输至上位机；3D激光扫描仪14获得的扫描对象信息依次通过信号线、通用同步异步收发器（USART）C和通用同步异步收发器（USART）A传输至上位机，再通过上位机将位置信息、速度信息和扫描对象信息进行可视化处理。

本实施例中，通过上位机发送位置信息、速度信息指令，依次通过通用同步异步收发器（USART）A、通用同步异步收发器（USART）B、舵机控制板和信号线控制垂直舵机5的转动角度和角速度，以实现对3D激光扫描仪14上水平方向上的调整；上位机发送位置信息、速度信息指令，依次通过通用同步异步收发器（USART）A、通用同步异步收发器（USART）C、舵机控制板和信号线控制水平舵机6的转动角度和角速度，以实现对3D激光扫描仪14上垂直方向上的调整。