一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达的制作方法

本实用新型涉及雷达测距技术领域，更具体的说是涉及一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达。

背景技术：

目前市面上都是单测距传感器旋转测距的雷达。测距传感器发出一束光 (激光或者Led光)达到物体后返回，从而计算光源和物体之间的距离。单测距传感器旋转后得到一个360度二维平面的数据，由于其光斑面积非常小，只能测量到和测距传感器在同一平面的物体。

因此，如何提供一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达，包括：旋转云台、底座；所述底座内部设有空心轴电机、旋转轴、码盘、红外对管，上端设有所述旋转云台；所述旋转云台上端同轴固定两个或多于两个测距传感器，下端依次连接所述空心轴电机、旋转轴、码盘；其特征在于，还包括：所述旋转云台相对于所述底座发生旋转，所述测距传感器包括发光装置和光电传感器，所述光电传感器把接收的红外光信号转换为电信号，所述红外对管置于所述旋转轴、码盘的侧面。

优选的，在上述一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达中，所述空心轴电机用于带动旋转云台匀速旋转。

优选的，在上述一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达中，所述测距传感器发出光束，到达物体后返回，从而计算光源和物体之间的距离。

优选的，在上述一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达中，所述每个测距传感器发出的光束通过旋转能够产生相对应的二维测距平面，且每个测距平面之间都存在高度差，形成了三维圆柱坐标系，构成了三维立体测距空间。

优选的，在上述一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达中，在所述三维圆柱坐标系内，每个点都可以描述为角度、高度、距离，增加了特征点的维度。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型在旋转云台上固定多个测距传感器，通过旋转形成多个具有高度差的二维测距平面，无限逼近三维立体测距空间的建模，将二维测距提升到三维测距，增加了特征点的维度，增大了雷达纵向扫描范围，有利于改善SLAM的算法和提高机器人的室内定位精度，为机器人的行走避障和三维空间的建模提供更可靠的保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施侧或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的结构示意图。

图2附图为本实用新型的工作示意图。

图3附图为传统设备的工作示意图。

图4附图为本实用新型产生三个测距平面的示意图。

在附图中：1为旋转云台，2为底座，3为空心轴电机，4为旋转轴，5为码盘，6为红外对管，7为测距传感器，9为障碍物。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达。

请参阅附图1、附图2、附图3、附图4为本实用新型公开的一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达，具体包括：

一种具有纵向分布多测距传感器的旋转测距雷达，包括：旋转云台1、底座2；所述底座2内部设有空心轴电机3、旋转轴4、码盘5、红外对管6，上端设有所述旋转云台1；所述旋转云台1上端同轴固定两个或多于两个测距传感器7，下端依次连接所述空心轴电机3、旋转轴4、码盘5；其特征在于，还包括：所述旋转云台1相对于所述底座2发生旋转，所述测距传感器7包括发光装置和光电传感器，所述光电传感器把接收的红外光信号转换为电信号，所述红外对管6置于所述旋转轴4、码盘5的侧面。

本实用新型在旋转云台上固定多个测距传感器，通过旋转形成多个具有高度差的二维测距平面，无限逼近三维立体测距空间的建模，将二维测距提升到三维测距，增加了特征点的维度，增大了雷达纵向扫描范围，有利于改善SLAM的算法和提高机器人的室内定位精度，为机器人的行走避障和三维空间的建模提供更可靠的保障。

为了进一步优化上述技术方案，空心轴电机3用于带动旋转云台1匀速旋转。

为了进一步优化上述技术方案，测距传感器7发出光束，到达物体后返回，从而计算光源和物体之间的距离。

为了进一步优化上述技术方案，每个测距传感器7发出的光束通过旋转能够产生相对应的二维测距平面，且每个测距平面之间都存在高度差，形成了三维圆柱坐标系，构成了三维立体测距空间。将二维测距提升到三维测距。

为了进一步优化上述技术方案，三维圆柱坐标系内，每个点都可以描述为角度、高度、距离，增加了特征点的维度。相对于二维测距平面，增加了特征点的维度，有利于改善SLAM算法和提高机器人室内定位的精度。

传统设备工作原理：搭载一个测距传感器7的雷达只能探测到中间障碍物9，对于上端和下端的障碍物9无法探测到。对于机器人行走来说，如果中间位置设有障碍物9，那么机器人将认为空间是可以通过的，将碰撞上端和下端的障碍物9。

为了进一步优化上述技术方案，本实用新型假设搭载三个测距传感器7 且纵向分布，因此能够探测到三个障碍物9，增大了探测范围，满足了机器人行走的需要。

其工作工作原理：三个测距传感器7发出光束通过旋转，分别产生三个测距平面。

从上向下，三个平面命名为P1、P2和P3，间距都为h，探测光斑直径为 s。通过旋转扫描，每扫描一点产生一个数据项，数据项由角度α和距离值L 组成(α，L)。三个平面分别产生n个数据项。

P1平面：(α11，L11)，(α12，L12)、(α13，L13)...(α1n，L1n)

P2平面：(α21，L21)，(α22，L22)、(α23，L23)...(α2n，L2n)

P3平面：(α31，L31)，(α32，L32)、(α33，L33)...(α3n，L3n)

通过3个具有高差的二维平面无限逼近三维立体空间的建模，在不同角度分别可以得到3个或者更多个距离，在三维圆柱坐标系内，可以清晰地描述每一个点的角度、高度和距离。从进一步完成三维空间的建模，将二维测距提升到三维测距。

提高了雷达的纵向扫描范围，增加机器人的避障的准确性。纵向扫描范围为2h+s；大于1个测距传感器的纵向扫描范围s。

由于形成了三维立体测距空间，在圆柱坐标系内，每个点可以描述为角度、高度和距离。相对于二维测距平面，增加了特征点的维度，有利于改善 SLAM算法和提高机器人室内定位的精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施侧重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。