旋转两度对应的距离，造成最终扫描测量结果不准确。为了解决这个问题，本发明在控制单元140中设置一个转速反馈调节单元，均匀设置在码盘150圆周上的15个测距齿，每相邻两个左边缘间隔为24°，将码盘分为15等分。检测部144每旋转24°，即:两个相邻测距齿151的左边缘之间的角度，以其作为一个设定角度，自动计算出在这24°内对应的局部转速Ν2并将该转速值传递给控制单元140，控制单元140内设置一转速阈值NO范围，如果该局部转速Ν2的数值不在该转速阈值NO范围(对应5转/秒，设为290转-310转/分)内，则控制单元140不保留该设定角度内所测的距离值，即:视为未测量，并通过控制调整电路电压将电机120的转速重新设为最初的设定的初始转速NI，比如5转/秒，重新测量上述设定角度内各角度对应的距离值。
[0032]具体来说，本发明还提供一种上述激光测距传感器的测距方法，该方法包括如下步骤:
[0033]步骤100:测距传感器中的码盘随电机逆时针旋转，此时，电机在初始转速NI ；
[0034]步骤200:以设定角度为一个测距单位，测量在该测距单位内的距离值，光电编码器自动计算电机在该测距单位内的局部转速Ν2并发送至控制单元；
[0035]步骤300:在控制单元内预设电机转速的第一阈值NO ；
[0036]步骤400:判断局部转速Ν2是否在第一阈值NO的范围内，如果是，则进入步骤500;如果否，则控制单元通过调整电路电压将电机转速重新设置为初始转速NI，回到步骤 100 ；
[0037]步骤500:控制单元记录步骤200中的距离值。
[0038]所述步骤200中的设定角度为转过码盘上多个测距齿中相邻两齿同侧边缘的角度。所述初始转速NI为5转/秒至15转/秒。
[0039]实施例二
[0040]当然，均匀设置在码盘150圆周上的测距齿151的设置数量并不局限于实施例一中的15个，S卩:将360°的1/15作为一个测量单位。在实施例二中，码盘150的圆周上均匀设置了 5个测距齿，那么，本实施例中的每个测量单位对应的角度则为72°，初始转速NI也相应设置为15转/秒。本实施例与实施例一之间的差别仅在于测距齿的设置数量不同，从而导致了测量单位的不同。由于本实施例中的其他技术特征与上述实施例一基本相同，可以参照前述内容，在此不再赘述。
[0041]显然，除了上述两个实施例所述的测距齿设置方式之外，将测距齿的数量设置为36个，也就是将360°的码盘150更为细分为36个测量单位或者更多，都是可以实现的。但理论上说，测距齿的设置数量越多，调整的频率就越高，测量的准确率和精度也就相应越高，但装置整体构造也越复杂；反之，测距齿的设置数量越少，调整的频率越低，测量的准确率和精度相应也就越低，但装置整体构造可以相对简单，降低一些成本。为了兼顾精度和制造成本，事实上实施例一中均匀设置15个测距齿的结构既保证了准确度和精度又使得装置整体构造不太复杂。
[0042]综上所述，本发明提供一种激光测距传感器及其测距方法，该激光测距传感器利用码盘同步扫描方式获得扫描数据，并配合转速反馈调节单元，通过光电编码器自动计算实时转速输入控制单元，通过与预设的转速阈值进行比较后对码盘转速进行精确控制，从而获得一周中每一度的二维剖面的距离信息，结构简单、灵敏度高。
【主权项】
1.一种激光测距传感器，包括电机(120)、控制盒(130)和码盘(150)，其特征在于，在所述电机驱动下，所述控制盒和码盘之间发生相对旋转，所述码盘包括多个测距齿(151)，所述控制盒包括测距单元(142)、检测部(144)和控制单元(140)，所述检测部包括对应设置的光发射器(1440)和光接收器(1441)，所述控制盒和码盘之间相对旋转使得测距齿从所述光发射器和光接收器的对应位置之间穿过； 所述电机带动控制盒旋转进行扫描测距，并将测量的距离值记录在控制单元中，所述控制单元自动计算出码盘旋转设定角度时对应的局部转速，所述控制单元与转速反馈调节单元相连，所述转速反馈调节单元用于调节所述电机的转速，使所述控制盒勻速旋转。
2.如权利要求1所述的激光测距传感器，其特征在于，所述控制盒(130)沿逆时针旋转，所述设定角度为均匀设置在码盘(150)圆周上的多个测距齿中，每转过相邻两个测距齿左边缘所经过的角度。
3.如权利要求2所述的激光测距传感器，其特征在于，所述激光测距传感器还包括有基座(110)，所述码盘(150)固定在所述基座(110)上。
4.如权利要求3所述的激光测距传感器，其特征在于，所述电机(120)的输出端设有电机带轮(121)，一 O型圈(122)套设在所述电机带轮(121)和所述控制盒(130)的外周；所述基座(110 )的中部连接一轴承(160 )，所述轴承(160 )的外圈与所述基座(110 )固定，所述轴承(160)的内圈与所述控制盒(130)固定。
5.如权利要求4所述的激光测距传感器，其特征在于，所述测距齿(151)在码盘(150)圆周上的设置数量为5-15个。
6.如权利要求5所述的激光测距传感器，其特征在于，在5-15个所述测距齿(151)中有一个测距齿的齿宽小于或大于其他测距齿的齿宽。
7.如权利要求6所述的激光测距传感器，其特征在于，所述码盘(150)包括15个测距齿(151)，相邻两个测距齿左边缘的间隔为24°，15个测距齿中的I个测距齿，其左、右边缘间隔为6°，其右边缘和右侧相邻测距齿的左边缘间隔为18°，其他测距齿的左、右边缘间隔均为12°。
8.—种如权利要求1-7任一项所述的激光测距传感器的测距方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤100:测距传感器中的码盘随电机逆时针旋转，此时，电机在初始转速NI ； 步骤200:以设定角度为一个测距单位，测量在该测距单位内的距离值，光电编码器自动计算电机在该测距单位内的局部转速N2并发送至控制单元； 步骤300:在控制单元内预设电机转速的第一阈值NO ； 步骤400:判断局部转速N2是否在第一阈值NO的范围内，如果是，则进入步骤500 ;如果否，则控制单元通过调整电路电压将电机转速重新设置为初始转速NI，回到步骤100 ； 步骤500:控制单元记录步骤200中的距离值。
9.如权利要求8所述的测距方法，其特征在于，所述步骤200中的设定角度为转过码盘上多个测距齿中相邻两齿同侧边缘的角度。
10.如权利要求9所述的测距方法，其特征在于，所述初始转速NI为5转/秒至15转/秒。
【专利摘要】本发明提供一种激光测距传感器及其测距方法，该传感器包括电机（120）、控制盒（130）和码盘（150），在电机驱动下，控制盒和码盘之间发生相对旋转，码盘包括多个测距齿（151），控制盒包括测距单元（142）、检测部（144）和控制单元（140），检测部包括对应设置的光发射器（1440）和光接收器（1441），控制盒和码盘之间相对旋转使得测距齿从光发射器和光接收器的对应位置之间穿过；电机带动控制盒旋转进行扫描测距，并将测量的距离值记录在控制单元中，控制单元自动计算出码盘旋转设定角度时对应的局部转速，控制单元与转速反馈调节单元相连，转速反馈调节单元用于调节所述电机的转速，使所述控制盒匀速旋转。本发明结构简单、成本低且灵敏度高。
【IPC分类】G01C3-00
【公开号】CN104655097
【申请号】CN201310591303
【发明人】汤进举
【申请人】科沃斯机器人科技(苏州)有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月21日
【公告号】WO2015074594A1