一种高速激光测距装置的制作方法

本发明涉及测距领域，尤其涉及一种高速激光测距装置。

背景技术：

目前在激光雷达的使用中，普遍会在待测的目标物体上安置定向反射目标(反射棱镜)以便激光雷达能够轻松识别以定位。然而，经反射目标(反射棱镜)反射形成的光强度过高，使用同一光电装置接收反射目标(反射棱镜)反射形成的光与经被测的目标物体反射形成的光会对激光雷达接收器造成不可逆的损害，长期会导致测量精度的下降。

另一方面，基于现有的激光雷达测试技术无法对测量环境中存在的微小粉尘、水雾等颗粒物体进行精确地鉴别，测量环境中的微小粉尘以及水雾等颗粒物体的存在会对测试结果造成一定的干扰。例如，在实验中在激光雷达周围喷射水雾，扫描后获得的图像变成了周围水雾的形状，从而导致激光雷达无法对室内轮廓进行精确测量。

因此，需要提供一种新的高速激光测距装置，可以识别定向反射目标及目标物体反射形成的光，并分别以不同的光电感应装置接收。既能避免接收器受到不可逆的损害，又能有效滤除环境中各种颗粒物对测试结果造成的干扰。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种高速激光测距装置。

本发明提供的一种高速激光测距装置，采用偏振片与偏振分光镜实现高速激光测距装置对定向反射目标及目标物体形成的反射光的识别，并分别采用不同灵敏度的接收器接收。既能避免接收器受到不可逆的损害，又能有效滤除环境中各种颗粒物对测试结果造成的干扰。

本发明提供了一种高速激光测距装置，所述高速激光测距装置包含发射部和接收部；

所述发射部包含发光管、反射镜、发射物镜；

所述接收部包含接收物镜组、滤光片和接收管组；

所述发射部进一步包含置于所述发光管与所述反射镜间的偏振片；

所述接收部进一步包含置于所述滤光片与所述接收管组间的偏振分光镜，其中所述接收管组包括第一接收管及第二接收管；

所述发光管射出一出射光束至所述偏振片，透过所述偏振片后形成一出射偏振光束入射至所述反射镜，经所述反射镜反射并透过所述发射物镜出射到一目标物体上；

所述出射偏振光束经所述目标物体反射形成一反射偏振光束，透过所述接收物镜组出射至所述滤光片，经所述滤光片过滤后入射至所述偏振分光镜，所述反射偏振光束经所述偏振分光镜分束为第一反射偏振光束和第二反射偏振光束，其中，

所述第一反射偏振光束经所述偏振分光镜透射并入射至所述第一接收管；

所述第二反射偏振光束经所述偏振分光镜反射并入射至所述第二接收管。

优选地，所述第一偏振反射光束的出光方向为第一出光方向；所述第二偏振反射光束的出光方向为第二出光方向；所述第一出光方向与所述第二出光方向正交。

优选地，所述反射偏振光束包含p偏振光和s偏振光；当所述第一反射偏振光束为所述p偏振光时，所述第二反射偏振光束为所述s偏振光；当所述第一反射偏振光束为所述s偏振光时，所述第二反射偏振光束为所述p偏振光。

优选地，当所述目标物体上设有定向反射目标，所述高速激光测距装置与所述目标物体之间的测试环境中包含颗粒物体时，所述p偏振光由所述出射偏振光束经所述定向反射目标、颗粒物体及所述目标物体反射形成；所述s偏振光由所述出射偏振光束经所述目标物体反射形成。

优选地，所述偏振光束经所述定向反射目标反射形成第一p偏振光；所述偏振光束经所述颗粒物体反射形成第二p偏振光；所述偏振光束经所述背景物体反射形成第三p偏振光。

优选地，所述第一p偏振光的光强度数量级大于所述第二p偏振光与所述第三p偏振光；所述第一接收管或所述第二接收管根据所述光强度数量级识别所述第一p偏振光的光电信号。

优选地，所述第一接收管与所述第二接收管分别接收所述p偏振光与所述s偏振光后，识别所述第一p偏振光与所述s偏振光的光电信号，所述高速激光测距装置根据所述光电信号计算所述目标物体的相对位置。

与现有技术相比较，本发明的技术优势在于：

1.结构简单；

2.可以识别定向反射目标与目标物体反射形成的光，并采用不同的接收

元件接收；

3.可以有效滤出测试环境中的颗粒物体对测试造成的干扰；

4.测量精度高。

附图说明

图1为符合本发明实施例中的一种高速激光测距装置结构示意图；

图2为符合本发明实施例中的一种高速激光测距装置结构示意图。

附图标记：

1-发光管

2-偏振片

3-反射镜

4-发射物镜

5-接收物镜组

6-滤光片

7-偏振分光镜

8-第一接收管

9-第二接收管

具体实施方式

本发明提供了一种高速激光测距装置，所述高速激光测距装置包含发射部和接收部；

所述发射部包含发光管、反射镜、发射物镜；

所述接收部包含接收物镜组、滤光片和接收管组；

所述发射部进一步包含置于所述发光管与所述反射镜间的偏振片；

所述接收部进一步包含置于所述滤光片与所述接收管组间的偏振分光镜，其中所述接收管组包括第一接收管及第二接收管；

所述发光管射出一出射光束至所述偏振片，透过所述偏振片后形成一出射偏振光束入射至所述反射镜，经所述反射镜反射并透过所述发射物镜出射到一目标物体上；

所述出射偏振光束经所述目标物体反射形成一反射偏振光束，透过所述接收物镜组出射至所述滤光片，经所述滤光片过滤后入射至所述偏振分光镜，所述反射偏振光束经所述偏振分光镜分束为第一反射偏振光束和第二反射偏振光束，其中，

所述第一反射偏振光束经所述偏振分光镜透射并入射至所述第一接收管；

所述第二反射偏振光束经所述偏振分光镜反射并入射至所述第二接收管。

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

实施例一

如图1所示，为本发明实施例中的一种高速激光测距装置包括发射部和接收部。发射部包括发光管1、偏振片2、反射镜3和发射物镜4。接收部包括接收物镜组5、滤光片6、偏振分光镜7、第一接收管8和第二接收管9。

如图1所示，偏振片2面向发光管1，并设于发光管1垂直方向的下方。反射镜3面向偏振片2，并设于偏振片2垂直方向的下方。偏振分光镜7设于滤光片6与第一接收管8、第二接收管9之间。接收管8设于偏振分光镜7的水平方向；第二接收管9设于偏振分光镜7的垂直方向。

发光管1向下射出一出射光束至偏振片2，该出射光束透过偏振片2后形成一出射偏振光束入射至反射镜3，该出射偏振光束经反射镜3反射并透过所述发射物镜4出射到一目标物体上。由高速激光测距装置的发光装置出射的出射偏振光束经目标物体的反射后形成一反射偏振光束。该反射偏振光束透过接收物镜组5出射至滤光片6，滤光片6将不是从高速激光测距装置发射的杂光滤除，过滤后反射偏振光束入射至偏振分光镜7，该反射偏振光束经偏振分光镜7分束，形成第一反射偏振光束和第二反射偏振光束。第一反射偏振光束经偏振分光镜7透射并入射至位于偏振分光镜7水平方向的第一接收管8；第二反射偏振光束经所述偏振分光镜7反射并入射至位于偏振分光镜7垂直方向第二接收管9。第一接收管8与第二接收管9为两个光电接收器件，如apd等元件。当高速激光测距装置的第一接收管8与第二接收管9接收到第一反射偏振光束与第二反射偏振光束后，并根据第一反射偏振光束与第二反射偏振光束的强度信号计算目标物体距离。以此，高速激光测距装置可以分开处理两种不同数量级的信号，并对接收高能量的接收管的灵敏度作相应的调节，避免不可逆的损耗。

实施例二

如图2所示，为符合本发明实施例中的高速激光测距装置结构示意图。如图2所示的一种高速激光测距装置的发射部包括发光管1、偏振片2、反射镜3和发射物镜4。接收部包括接收物镜组5、滤光片6、偏振分光镜7、第一接收管8和第二接收管。

如图2所示，偏振片2面向发光管1，并设于发光管1垂直方向的下方。反射镜3面向偏振片2，并设于偏振片2垂直方向的下方。偏振分光镜7设于滤光片6与第一接收管8、第二接收管9之间。接收管8设于偏振分光镜7的水平方向；第二接收管9设于偏振分光镜7的垂直方向。

发光管1向下射出一出射光束至偏振片2，该出射光束透过偏振片2后形成一出射偏振光束入射至反射镜3，该出射偏振光束经反射镜3反射并透过所述发射物镜4出射到一目标物体上。由高速激光测距装置的发光装置出射的出射偏振光束经目标物体的反射后形成一反射偏振光束。该反射偏振光束透过接收物镜组5出射至滤光片6，滤光片6将不是从高速激光测距装置发射的杂光滤除，过滤后反射偏振光束入射至偏振分光镜7，该反射偏振光束经偏振分光镜7分束，形成第一反射偏振光束和第二反射偏振光束。

优选地，本发明实施例中，定义第一反射偏振光束的出光方向为第一出光方向，第二反射偏振光束的出光方向为第二出光方向。反射偏振光束经偏正分光镜7分束后得到的一沿第一出光方向透射的第一反射偏振光束与一沿第二出光方向反射的第二反射偏振光束。且第一出光方向与第二出光方向正交。

优选地，本发明实施例中反射偏振光束经偏振分光镜7分束后可以分为s偏振光与p偏振光。即第一反射偏振光束为p偏振光，第二反射偏振光束为s偏振光或第一反射偏振光束为s偏振光，第二反射偏振光束为p偏振光。在本实施例中定义第一反射偏振光束为s偏振光，第二反射偏振光束为p偏振光。s偏振光经偏振分光镜7透射并入射至位于偏振分光镜7水平方向的第一接收管8；p偏振光经偏振分光镜7反射并入射至位于偏振分光镜7垂直方向第二接收管9。第一接收管8与第二接收管9为两个光电接收器件，如apd等元件。当高速激光测距装置的第一接收管8与第二接收管9接收到s与p偏振光束后，可根据s偏振光与p偏振光的光电信号计算目标物体的相对距离。

优选地，在目前高速激光测距装置的使用中，会在目标物体上设有定向反射目标(反射棱镜)以便让高速激光测距装置识别以定位。此外，高速激光测距装置测试环境中存在一定的颗粒物体，如微小粉尘、水雾等。在该情况下，高速激光测距装置的发射的出射偏振光束遇到反射目标、颗粒物体后只会反射形成p偏振光。而当高速激光测距装置发射的出射偏振光束遇到目标物体后会反射形成p偏振光和s偏振光。也就是说，在本发明实施例中，第二接收管9会接收到的p偏振光包含来自定向反射目标、颗粒物体和目标物体三部分的反射。同时，第一接收管8还会接收到一由目标物体反射的s偏振光。

本发明实施例中，定义来自定向反射目标的第一p偏振光、来自颗粒物体的第二p偏振光以及来自目标物体的第三p偏振光。其中，第一p偏振光的光强度数量级远大于第二p偏振光及第三p偏振光。因此，当高速激光测距装置的第二接收管9接收到由偏振分光镜反射的第一p偏振光、第二p偏振光及第三p偏振光后，由于来自定向反射目标的第一p偏振光具有的高强度高出第二p偏振光和第三p偏振光多个数量级，第二接收管9会自动识别出来自定向反射目标的第一p偏振光的光电信号，并忽略第二p偏振光与第三p偏振光的光电信号。相应地，第一接收管8根据接收所得的来自目标物体的s偏振光识别s偏振光的光电信号。完成识别光电信号后，高速激光测距装置根据第一接收管8和第二接收管9识别的经定向反射目标及目标物体反射形成的光电信号计算目标物体的相对位置。

采用本发明提供的一种高速激光测距装置，在现有的高速激光测距装置发射部中进一步设有一偏振片，在接收部中进一步设有偏振分光镜。采用上述配置后，将高速激光测距装置发出的光束转化为出射偏振光束，并且将经定向反射目标、颗粒物体及目标物体反射后的反射偏振光束分束为p偏振光与s偏振光，同时采用灵敏度不同的第一接收管8与第二接收管9相应接收，以此避免经定向反射目标反射形成的p偏振光过高的光强度对接收管造成的不可逆伤害。此外，通过对反射偏振光束的分束，以及利用定向反射目标反射形成的高强度第一p偏振光，进一步忽略颗粒物体反射形成的第二p偏振光对高速激光测距装置测试造成的干扰。

综上所述，本发明提供的一种高速激光测距装置基于简单的装置结构可以识别定向反射目标与目标物体反射形成的光，并相应地采用灵敏度不同的接收器件接收，同时还可以有效滤出测试环境中的颗粒物体对测试造成的干扰，从而避免对高速激光测距装置接收器件的损耗并在一定程度上提高测量精度。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。