一种激光雷达系统及激光测距装置的制作方法

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种激光雷达系统及激光测距装置。

背景技术：

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是向目标发射探测信号，然后将接收到的目标回波与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数；

激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式，由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成，激光雷达采用脉冲或连续波两种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达，激光雷达技术被广泛应用于自动驾驶、地表形貌测绘、军事侦察、大气探测、机器人视觉等领域；

目前的激光雷达系统和激光测距装置使用不便，控制过程较为麻烦，探测精确度和探测效率有待提高。

技术实现要素：

本发明提出的一种激光雷达系统及激光测距装置，方便使用，探测精确度高，提高了激光雷达的探测效率，并且简化了控制指令，便于进行控制。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种激光雷达系统，包括上位机、信息收发模块和雷达；

上位机，用于向雷达发送指令以控制雷达的运作，并显示雷达传输回的信息；

信息收发模块通讯连接上位机和雷达，用于将上位机的指令信息发送至雷达，并将雷达获取的信息发送至上位机，实现双向传输；

其中，雷达包括激光发射模块、反射模块、激光接收模块和分析处理模块；反射模块包括第一反射模块和第二反射模块；

激光发射模块，用于发射预设波长的激光脉冲，激光脉冲为激光或激光束；

第一反射模块，用于将激光脉冲反射到目标物上；

第二反射模块，目标物对激光脉冲进行反射形成探测回波，第二反射模块将探测回波反射到激光接收模块上；

激光接收模块，用于接收探测回波，并将探测回波转化为探测信号，并将相关信息发送至分析处理模块；

分析处理模块，用于接收并处理探测信号，以获取目标物的距离信息。

优选的，还包括激光传输模块和准直模块；

激光传输模块连接激光发射模块和准直模块；激光传输模块用于传输激光发射模块发射的激光脉冲；准直模块用于准直激光脉冲，使激光脉冲调整为平行的激光脉冲。

优选的，还包括驱动模块、水平旋转模块、竖直旋转模块和升降模块；

驱动模块，用于驱动水平旋转模块、竖直旋转模块和升降模块进行相应的运动，以达到控制反射模块的方向、倾斜角度和高度的目的；

水平旋转模块，用于使反射模块进行水平方向转动，对反射模块的方向进行调整；

竖直旋转模块，用于使反射模块进行竖直方向转动，对反射模块的倾斜角度进行调整；

升降模块，用于使反射模块进行竖直方向运动，对反射模块的高度进行调整。

优选的，还包括光学整形元件；

光学整形元件用于将激光发射模块发射的激光束转换为线状激光束。

优选的，雷达在工作后，每间隔一定时间会通过信息收发模块向上位机发送工作状态。

优选的，上位机信息连接采用tcp协议，实现对雷达的控制和参数配置；tcp信息连接建立成功后，双方可以进行双向命令交互以及雷达向上位机传输扫描数据；

通道连接采用udp协议，用于雷达向上位机传输扫描数据。

优选的，激光发射模块为半导体激光器或者光纤激光器。

优选的，反射模块为反射镜。

优选的，激光接收模块包括会聚模块和滤光模块；

会聚模块为会聚透镜，用于会聚经第二反射模块反射的探测回波的反射信号，并将探测回波会聚到线阵apd探测器；

滤光模块，用于过滤掉探测回波中预设波长的激光脉冲之外的其他光束的反射信号。

本发明还提出了一种激光测距装置，包括上述任意一项所述的激光雷达系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

上位机信息连接采用tcp协议，实现对雷达的控制和参数配置；tcp信息连接建立成功后，双方可以进行双向命令交互以及雷达向上位机传输扫描数据；通道连接采用udp协议，用于雷达向上位机传输扫描数据；信息收发模块通讯连接上位机和雷达，用于将上位机的指令信息发送至雷达，并将雷达获取的信息发送至上位机，实现双向传输；

上位机通过信息传输模块向雷达发送指令；第一反射模块将激光脉冲反射到目标物上；目标物对激光脉冲进行反射形成探测回波，第二反射模块将探测回波反射到激光接收模块上；激光接收模块接收探测回波，并将探测回波转化为探测信号，将相关信息发送至分析处理模块；分析处理模块接收并处理探测信号，以获取目标物的距离信息；雷达通过信息传输模块将目标物的相关信息发送至上位机；

通过驱动模块驱动水平旋转模块、竖直旋转模块和升降模块进行相应的运动，可以控制反射模块的方向、倾斜角度和高度，方便进行探测操作；

本发明方便使用，探测精确度高，提高了激光雷达的探测效率，并且在雷达和上位机之间建立tcp连接和udp连接两种连接通道，可以根据雷达和上位机之间的通信内容来分配不同的通信通道，利用tcp进行雷达控制和参数配置等，利用udp进行数据传递，也就是说将雷达和上位机之间的通信内容分为了指令类和数据类，指令类采用tcp进行传递，数据采用udp进行传递，简化了控制指令，方便进行控制。

附图说明

图1为本发明提出的一种激光雷达系统及激光测距装置中激光雷达系统的系统框图；

图2为本发明提出的一种激光雷达系统及激光测距装置中驱动模块和反射模块的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种激光雷达系统，包括上位机、信息收发模块和雷达；

上位机，用于向雷达发送指令以控制雷达的运作，并显示雷达传输回的信息；

信息收发模块通讯连接上位机和雷达，用于将上位机的指令信息发送至雷达，并将雷达获取的信息发送至上位机，实现双向传输；

其中，雷达包括激光发射模块、反射模块、激光接收模块和分析处理模块；反射模块包括第一反射模块和第二反射模块；

激光发射模块，用于发射预设波长的激光脉冲，激光脉冲为激光或激光束；

第一反射模块，用于将激光脉冲反射到目标物上；

第二反射模块，目标物对激光脉冲进行反射形成探测回波，第二反射模块将探测回波反射到激光接收模块上；

激光接收模块，用于接收探测回波，并将探测回波转化为探测信号，并将相关信息发送至分析处理模块；

分析处理模块，用于接收并处理探测信号，以获取目标物的距离信息。

在一个可选的实施例中，还包括激光传输模块和准直模块；

激光传输模块连接激光发射模块和准直模块；激光传输模块用于传输激光发射模块发射的激光脉冲；准直模块用于准直激光脉冲，使激光脉冲调整为平行的激光脉冲。

在一个可选的实施例中，还包括驱动模块、水平旋转模块、竖直旋转模块和升降模块；

驱动模块，用于驱动水平旋转模块、竖直旋转模块和升降模块进行相应的运动，以达到控制反射模块的方向、倾斜角度和高度的目的；

水平旋转模块，用于使反射模块进行水平方向转动，对反射模块的方向进行调整；

竖直旋转模块，用于使反射模块进行竖直方向转动，对反射模块的倾斜角度进行调整；

升降模块，用于使反射模块进行竖直方向运动，对反射模块的高度进行调整。

在一个可选的实施例中，还包括光学整形元件；

光学整形元件用于将激光发射模块发射的激光束转换为线状激光束。

在一个可选的实施例中，雷达在工作后，每间隔一定时间会通过信息收发模块向上位机发送工作状态。

在一个可选的实施例中，上位机信息连接采用tcp协议，实现对雷达的控制和参数配置；tcp信息连接建立成功后，双方可以进行双向命令交互以及雷达向上位机传输扫描数据；

通道连接采用udp协议，用于雷达向上位机传输扫描数据。

在一个可选的实施例中，激光发射模块为半导体激光器或者光纤激光器。

在一个可选的实施例中，反射模块为反射镜。

在一个可选的实施例中，激光接收模块包括会聚模块和滤光模块；

会聚模块为会聚透镜，用于会聚经第二反射模块反射的探测回波的反射信号，并将探测回波会聚到线阵apd探测器；

滤光模块，用于过滤掉探测回波中预设波长的激光脉冲之外的其他光束的反射信号。

本发明还提出了一种激光测距装置，该激光测距装置包括上述任意一项所述的激光雷达系统。

本发明中，上位机信息连接采用tcp协议，实现对雷达的控制和参数配置；tcp信息连接建立成功后，双方可以进行双向命令交互以及雷达向上位机传输扫描数据；通道连接采用udp协议，用于雷达向上位机传输扫描数据；信息收发模块通讯连接上位机和雷达，用于将上位机的指令信息发送至雷达，并将雷达获取的信息发送至上位机，实现双向传输；

上位机通过信息传输模块向雷达发送指令；激光发射模块发射预设波长的激光脉冲，激光脉冲为激光或激光束；光学整形元件将激光发射模块发射的激光束转换为线状激光束；激光传输模块传输激光发射模块发射的激光脉冲；准直模块用于准直激光脉冲，使激光脉冲调整为平行的激光脉冲；第一反射模块将激光脉冲反射到目标物上；目标物对激光脉冲进行反射形成探测回波，第二反射模块将探测回波反射到激光接收模块上；激光接收模块接收探测回波，并将探测回波转化为探测信号，将相关信息发送至分析处理模块；其中，激光接收模块包括会聚模块和滤光模块，会聚模块为会聚透镜，用于会聚经第二反射模块反射的探测回波的反射信号，并将探测回波会聚到线阵apd探测器，滤光模块用于过滤掉探测回波中预设波长的激光脉冲之外的其他光束的反射信号，以提高探测结果的精确性；分析处理模块接收并处理探测信号，以获取目标物的距离信息；雷达通过信息传输模块将目标物的相关信息发送至上位机；

并且通过驱动模块驱动水平旋转模块、竖直旋转模块和升降模块进行相应的运动，可以控制反射模块的方向、倾斜角度和高度，方便进行探测操作；

本发明方便使用，探测精确度高，提高了激光雷达的探测效率，并且在雷达和上位机之间建立tcp连接和udp连接两种连接通道，可以根据雷达和上位机之间的通信内容来分配不同的通信通道，利用tcp进行雷达控制和参数配置等，利用udp进行数据传递，也就是说将雷达和上位机之间的通信内容分为了指令类和数据类，指令类采用tcp进行传递，数据采用udp进行传递，简化了控制指令，方便进行控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。