一种激光雷达扫描探测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于激光雷达领域，尤其涉及一种激光雷达扫描探测装置。
【背景技术】
[0002] 激光雷达由于其能精确的测量目标位置的距离和方位信息，越来越多的应用于国 防工业及智能生活的方方面面。
[0003] 激光雷达目前常用的探测方法有脉冲探测和相位探测，其中脉冲探测法是通过发 射一束激光经目标反射后通过Aro进行信号接收，根据发射和接收之间的时间差计算出目 标的距离，此方法一般应用在作用距离较远的目标，对于激光器的功率要求较高且需要高 成本的Aro探测阵列。基于相位探测的方法是通过信号调制匹配，根据相位延迟计算被测 目标的距离信息，此方法探测精度较高，但是面临着复杂的系统调试且成本较高，适合于对 精密仪器的测量，同时无法满足对目标数据高速采集的要求。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型实施例的目的在于提供一种激光雷达扫描探测装置，旨在解决现有激 光雷达扫描对激光器的功率要求高，且采集速度慢、成本高的问题。
[0005] 本实用新型实施例是这样实现的，一种激光雷达扫描探测装置，所述装置包括：
[0006] 记录每次发射激光束扫描探测对应的方位信息的信号处理单元；
[0007] 在所述信号处理单元控制下从初始方位开始水平匀速转动一周的电机旋转平 台；
[0008] 在所述信号处理单元控制下发射激光束扫描探测前方物体的激光器；
[0009] 接收被探测物体反射的激光束，并确定反射的激光束在传感器感光片上的成像位 置（X)的图像传感单元；
[0010] 所述激光器和所述图像传感单元固定于所述电机旋转平台上，所述激光器与所述 图像传感单元处于同一平面且保持固定距离（S)，所述激光器的发射方向与所述平面具有 固定夹角（β)，所述图像传感单元包括所述传感器感光片，所述传感器感光片水平放置， 所述激光器、所述图像传感单元、所述电机旋转平台均与所述信号处理单元具有电连接关 系；
[0011] 所述信号处理单元提取所述成像位置（X)，并根据所述成像位置（X)、固定距离 (s)、固定夹角（β)和所述图像传感单元的焦距（f)通过三角测距原理计算对应探测方位 上被探测物体的距离（d)，并根据在旋转过程中生成的一个或多个被探测物体的距离（d) 和对应的方位信息生成激光雷达扫描信息图。
[0012] 进一步地，所述激光器为发射红光激光束的红光激光器，所述图像传感单元为高 速线阵CMOS图像传感器；
[0013] 所述图像传感单元还包括：
[0014]在接收被探测物体反射的激光束时，滤除外界光源及自然光的干扰的红光窄带滤 光片；
[0015] 进一步滤除传感器感光片上接收的杂波信号的滤波电路。
[0016] 更进一步地，所述图像传感单元还包括一通过感知激光束反射到所述传感器感光 片上的像素点，并根据所述像素点对应的电压信号占整个时钟输入信号的位置确定被探测 物体在所述传感器感光片上的成像位置（X)的成像位置确定模块。
[0017] 更进一步地，所述三角测距原理计算对应探测方位上被探测物体的距离（d)公式 为：
[0019] 其中，d为被探测物体与所述激光器之间的距离，f为所述图像传感单元的焦距， s为所述激光器与所述图像传感单元之间的固定距离，X为被探测物体在所述传感器感光 片上的成像位置，β为所述激光器的发射方向与所述平面具有固定夹角。
[0020] 更进一步地，所述初始方位上设置一光电开关，所述信号处理单元通过所述光电 开关记录初始方位信息以及之后每次发射激光束扫描探测对应的方位信息。
[0021] 本实用新型实施例基于三角测距的激光雷达能满足360度方位扫描探测且在短 距离内的探测精度可达毫米级，同时满足在高扫描频率下的目标数据高速密集探测，利用 三角测量原理及线阵CMOS传感器接受信号，对激光器功率要求较低，且系统体积小，成本 较低。
【附图说明】
[0022] 图la为本实用新型实施例提供的激光雷达扫描探测装置的外部结构图；
[0023] 图lb为本实用新型实施例提供的激光雷达扫描探测装置的内部结构图；
[0024] 图2为本实用新型实施例提供图像传感单元的信号时序图；
[0025] 图3为本实用新型实施例提供的激光雷达扫描探测方法的三角测距原理示意图；
[0026] 图4为本实用新型实施例提供的激光雷达扫描探测装置中图像传感单元的结构 图。
【具体实施方式】
[0027] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所 涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0028] 本实用新型实施例基于三角测距的激光雷达能满足360度方位扫描探测且在短 距离内的探测精度可达毫米级，同时满足在高扫描频率下的目标数据高速密集探测，利用 三角测量原理及线阵CMOS传感器接受信号，对激光器功率要求较低，且系统体积小，成本 较低。
[0029] 图la和图lb分别示出了本实用新型实施例提供的激光雷达扫描探测装置的外部 结构和内部结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
[0030] 该激光雷达扫描探测装置可以用于智能机器人的即时定位及地图构建系统中，包 括：
[0031] 激光器1，用于在信号处理单元4的控制下发射激光束扫描探测前方物体；
[0032]图像传感单元2,包括一传感器感光片21，用于接收被探测物体反射的激光束，并 确定反射的激光束在传感器感光片21上的成像位置（X);
[0033] 电机旋转平台3,用于在信号处理单元4的控制下从初始方位开始水平匀速转动 一周；
[0034] 激光器1和图像传感单元2固定于电机旋转平台3上，激光器1与图像传感单元 2处于同一平面且保持固定距离（s)，激光器1的发射方向与上述平面具有固定夹角（β)， 传感器感光片21水平放置；
[0035] 信号处理单元4,用于记录每次发射激光束扫描探测对应的方位信息，提取成像位 置（X)，并根据成像位置（X)、固定距离（s)、固定夹角（β)和图像传感单元的焦距（f)通过 三角测距原理计算对应探测方位上被探测物体的距离（d)，以及根据在旋转过程中生成的 一个或多个被探测物体的距离（d)和对应的方位信息生成激光雷达扫描信息图；
[0036] 激光器1、图像传感单元2、电机旋转平台3均与信号处理单元4具有电连接关系。
[0037] 作为本实用新型一实施例，激光器1可以采用红光激光器发射红光激光束，图像 传感单元2可以采用高速线阵CCD图像传感器实现。
[0038] 作为本实用新型一实施例，参见图4,图像传感单元2包括：
[0039] 传感器感光片21，用于接收被探测物体反射的激光束；
[0040] 红光窄带滤光片22,用于在接收被探测物体反射的激光束时，滤除外界光源及自 然光的干扰，红光窄带滤光片22位于传感器感光片21的前方。
[0041] 滤波电路23,用于进一步滤除传感器感光片上接收的杂波信号；
[0042]