多重多边形、竖直分离的激光扫描设备和方法与流程
本公开总体上涉及激光扫描设备和方法，并且更具体地涉及多重多边形、竖直分离的激光扫描设备和方法。
背景技术：
激光扫描应用被实现在各种基于激光的设备和/或系统中，这些设备和/或系统包括例如，光检测和测距(lidar)设备、条形码阅读器、激光投影仪、激光切割器、3d打印机等。已知的激光扫描系统通常实现单个多边形来生成扫描图案(例如，扫描波形)。多边形包括轮毂和围绕轮毂布置的多个(例如，5个、6个、8个等)面朝外的镜面化刻面(例如，侧面)。多边形的轮毂机械地耦合至电机，并且电机可操作地耦合至控制器(例如，与控制器的电连通)。电机响应于从控制器接收到的一个或多个控制信号使多边形以均匀的所期望的速度旋转。
当多边形旋转时，由脉冲激光器发射的并且被引导朝向多边形的光以锯齿状图案(例如，锯齿状波形)从多边形的旋转的面朝外的镜面化刻面上反射离开。假设多边形的水平定向，通常情况下，多边形的形状和/或得到的锯齿图案将水平分离赋予扫描过程。由多边形生成的锯齿扫描图案通常优于可由不实现多边形的其他类型的激光扫描应用和/或系统生成的其他类型的扫描图案(例如，双向扫描图案)。
附图说明
图1是已知的激光扫描设备的俯视图。
图2是图1的已知的激光扫描设备的侧视图。
图3图示已知的双向扫描图案。
图4图示已知的锯齿扫描图案。
图5是另一已知的激光扫描设备的俯视图。
图6是根据本公开的教导构造的示例激光扫描设备的框图。
图7是可由图6的激光扫描设备实现的示例多重多边形的俯视图。
图8是图7的多重多边形的侧视图。
图9是可由图6的激光扫描设备实现的另一示例多重多边形的俯视图。
图10是可由图6的激光扫描设备实现的第一示例分离器的俯视图，其中分离器在第一示例位置中示出。
图11是图10的分离器的侧视图，其中分离器在图10的第一位置中被示出。
图12是图10和图11的分离器的俯视图，其中分离器在第二示例位置中被示出。
图13是图10-图12的分离器的侧视图，其中分离器在图12的第二位置中被示出。
图14是可由图6的激光扫描设备实现的第一示例分离器的俯视图，其中分离器在第二示例位置中被示出。
图15是图14的分离器的侧视图，其中分离器在图14的第一位置中被示出。
图16是图14和图15的分离器的俯视图，其中分离器在第二示例位置中被示出。
图17是图14-图16的分离器的侧视图，其中分离器在图16的第二位置中被示出。
图18是表示可以被执行以实现图6的示例激光扫描设备以执行多重多边形竖直分离扫描的示例机器可读指令的流程图。
图19是被构造成用于执行图18的示例机器可读指令以实现图6的的示例激光扫描设备的示例处理器平台的框图。
某些示例在上面标识的附图中示出并在下面详细描述。在描述这些示例时，使用相同的附图标记来标识相同或相似的元件。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和/或简明，附图的某些特征和某些视图可能在比例上或在示意图中被夸大地示出。
当标识可被分别引用的多个要素或组件时，本文使用描述符“第一”、“第二”、“第三”等。除非基于它们的使用上下文另有规定或理解，否则此类描述符并非旨在赋予优先权或时间顺序或要素数量的任何含义，而仅仅是为了便于理解所公开的示例而分别指代多个要素或组件的标签。在一些示例中，描述符“第一”可以用于指代详细描述中的要素，而在权利要求中可以使用诸如“第二”或“第三”之类的不同描述符来指代相同的要素。在此类情况下，应当理解，此类描述符仅用于易于引用多个要素或组件。
具体实施方式
已知的激光扫描系统通常实现单个多边形来生成扫描图案(例如，扫描波形)。图1是已知的激光扫描设备100的俯视图。图2是图1的已知的激光扫描设备100的侧视图。图1和图2的已知的激光扫描设备包括多边形102和光源104。多边形102包括轮毂106和围绕轮毂106布置的八(8)个面朝外的镜面化刻面108。轮毂106限定多边形102的中心轴线110。多边形的轮毂106(例如，经由轴112)机械地耦合至电机，并且电机可操作地耦合至控制器(例如，与控制器的电连通)。光源104是被配置成(例如，被布置成和/或被定位成)以沿多边形102的方向发射脉冲光的光束114的激光器(例如，脉冲激光器)。
电机响应于从控制器接收到的一个或多个控制信号，使多边形102以均匀的所期望的速度旋转。随着多边形102旋转，由光源104朝向多边形102发射的脉冲光的光束114从多边形102的旋转的面朝外的镜面化刻面108反射离开，使得光束114的经反射的部分116以锯齿图案(例如，锯齿波)的形式行进。假设多边形102的水平定向(例如，如图1和图2所示)，多边形102的形状和/或所得到的锯齿图案将水平分离赋予扫描过程。由多边形102生成的锯齿扫描图案通常优于可由不实现多边形的其他类型的激光扫描系统生成的其他类型的扫描图案(例如，双向扫描图案)。对于其中最小等待时间是重要的时间关键型系统(例如，包括激光扫描系统的自主车辆)尤其如此。
图3图示不包括多边形的激光扫描系统的已知的双向扫描图案300。图3的双向扫描图案300的帧刷新率是不均匀的。例如，当图3的双向扫描图案300从左到右并且再回到左前进时，连续帧的帧刷新率与前一帧的帧刷新率相反。因此，在以每秒十帧(10fps)(等同于每次扫描一百毫秒(100ms))操作的激光扫描系统(例如，如图3所示)中，在双向扫描模式300(例如，如图3的第一持续时间302所示)的一侧(例如，左侧)上的连续扫描之间的帧刷新率接近两百毫秒(200ms)，而在双向扫描图案300(例如，如图3的第二持续时间304所示)的相对侧(例如，右侧)上的连续扫描之间的帧刷新率几乎为零毫秒(0ms)。
图4图示包括多边形的激光扫描系统的已知的锯齿扫描图案400。与上文所描述的图3的双向扫描图案300相比，图4的锯齿扫描图案400有利地具有均匀的帧刷新率。例如，当图4的锯齿扫描图案400从左到右并且再回到左前进时，连续帧的帧刷新率相对于前一帧的帧刷新率是恒定的。因此，在以每秒十帧(10fps)(等同于每次扫描一百毫秒(100ms))操作的激光扫描系统(例如，如图4所示)中，帧刷新率在锯齿扫描图案400的每一侧(例如，左侧和右侧)的连续扫描之间均匀地为一百毫秒(100ms)(例如，如图4的第一持续时间402和第二参考持续时间404所示)。图4的锯齿扫描图案400的均匀刷新率对于实现激光扫描的实时和/或时间关键型系统是高度期望的。
虽然基于多边形的激光扫描系统(诸如上文所描述的图1和图2的已知的激光扫描系统)因其生成和/或实现锯齿扫描图案(诸如上文所描述的图4的锯齿扫描图案400)的能力而是有利的，但现有的基于多边形的激光扫描系统具有若干缺点。例如，现有的基于多边形的激光扫描系统的扫描效率通常是由光源发射的光束的直径(例如，与脉冲激光发射的光束相关联的光束尺寸和/或光斑尺寸)以及多边形的面朝外的镜面化刻面的长度的函数。(例如，通过实现相对较大直径的光源)增加发射光束的直径会对扫描效率产生负面影响，除非也增加多边形的面朝外的镜面化刻面的长度以补偿发射光束的增加的直径。然而，增加面朝外的镜面化刻面的长度也会增加多边形的总体尺寸，这在多边形的可用空间和/或更一般地基于多边形的激光扫描系统的可用空间是很小的实现方式中可能是不利的。
在基于多边形的激光扫描系统将具有相对较小的视场的实现方式中，多边形的尺寸考虑尤其重要。对于现有的基于多边形的激光扫描系统，基于多边形的激光扫描系统的视场与多边形的面朝外的镜面化刻面的数量成反比。因此，需要相对较小的视场的系统必须实现具有相对较大数量的面朝外的镜面化刻面的多边形。增加多边形的面朝外的镜面化刻面的数量会增加多边形的总体尺寸，相对于基于多边形的激光扫描系统的空间约束，通常将达到不可接受的点。
例如，图5是另一个已知的激光扫描设备500的俯视图。图5的已知的激光扫描设备500包括多边形502和光源504。多边形502包括轮毂506和围绕轮毂506布置的十四(14)个面朝外的镜面化刻面508。如图5一般地所示，多边形502被要求具有大约二百零六毫米(206mm)的直径510，以提供三十六度(36°)的视场512和与由光源50发射的脉冲光束有关的百分之九十五(95％)的扫描效率，其中脉冲光束具有十毫米(10mm)的光束直径514。图5的多边形502对于大多数商业激光扫描实现方式来说太大了。虽然图5的多边形502的尺寸可以构想为通过减小面朝外的镜面化刻面508的长度而减小，但是此类减小将以上文所描述的扫描效率为代价，这对于大多数商业激光扫描实现方式来说同样是不可接受的结果。
当基于多边形的扫描解决方案由于相对较小的期望的视场而变得不可接受的大时，必须考虑其他扫描解决方案(例如，不是基于多边形的扫描解决方案)。此类其他扫描解决方案的已知示例包括实现一个或多个检流计(通常缩写为“galvo(检流计)”)转向镜的基于检流计的扫描解决方案，以及实现一个或多个微机电系统(mems)转向镜的基于微机电系统的扫描解决方案。然而，相对于现有的基于多边形的扫描解决方案，此类其他扫描解决方案通常更昂贵并且控制更复杂。此外，此类其他扫描解决方案通常提供相对于有利地由基于多边形的扫描解决方案提供的光学快速锯齿扫描图案而言光学缓慢的扫描图案。
与上文所描述的分别仅实现单个多边形的传统基于多边形的激光扫描系统不同，本文公开的示例激光扫描设备和方法包括具有多个多边形(例如，两个或多个多边形)的多重多边形，这些多边形围绕多重多边形的中心轴线相对于彼此旋转地偏移并且沿多重多边形的中心轴线相对于彼此堆叠(例如，被定位成彼此相邻(在一些示例中，彼此分离)和/或彼此面对面接触)。相对于上文所描述的传统的单多边形激光扫描系统的能力和/或特性，本文所公开的示例多重多边形中包括的多边形的旋转地偏移、堆叠的布置为本文所公开的示例激光扫描设备提供许多优点。
例如，通过实现具有多边形的旋转地偏移、堆叠布置的多重多边形，本文公开的示例激光扫描设备可以有利地被构造和/或配置成具有与提供所需视场和所期望的扫描效率相关联的尺寸(例如直径)，该尺寸相对于在单多边形实现方式中提供相同的所期望的视场和相同的所期望的扫描效率所需的相应多边形组件的尺寸基本上更小和/或更紧凑。实现具有多边形的旋转地偏移、堆叠的布置的多重多边形有利地使本文所公开的示例激光扫描设备和方法能够实现上述尺寸减小的益处，同时维持(例如，经由多重多边形)提供光学上快速的、锯齿扫描图案的能力。
除了实现本文所公开的示例多重多边形之外，本文所公开的示例激光扫描设备和方法进一步包括被构造和/或被配置成与多重多边形同步操作的分离器，该分离器用于有利地生成相对于朝向多重多边形的多边形中的各个多边形发射并非反射离开的光脉冲的竖直分离。例如，本文所公开的示例分离器可以使在第一时间从光源发射的光脉冲朝向本文所公开的示例多重多边形的多边形中的第一多边形并从其反射离开，并且可以进一步使在第二时间从光源发射的光脉冲朝向与该多重多边形的多边形中的第一多边形相邻(例如，堆叠在上面或下面)的多重多边形的多边形中的第二多边形并从其反射离开。因此，除了由多重多边形的多边形中的各个多边形所赋予的水平分离之外，本文公开的示例分离器有利地将竖直分离赋予扫描过程。
图6是根据本公开的教导构造的示例激光扫描设备600的框图。在图6所图示的示例中，激光扫描设备600包括示例多重多边形602、示例多重多边形电机604、示例多重多边形控制器606、示例分离器608、示例分离器电机610、示例分离器控制器612、示例光源614、示例光源控制器616、示例光传感器618、以及示例存储器620。然而，图6的激光扫描设备600的其他示例实现方式可以包括较少的或附加的结构。
在图6所图示的示例中，多重多边形602机械地耦合至多重多边形电机604，并且多重多边形电机604可操作地耦合至多重多边形控制器606(例如，与多重多边形控制器606电连通(诸如，经由有线的耦合))。图6的分离器608机械地耦合至分离器电机610，并且分离器电机610可操作地耦合至分离器控制器612(例如，在具有分离器控制器612的电路中)。图6的光源614可操作地耦合至光源控制器616。多重多边形控制器606、分离器控制器612、光源控制器616、光传感器618和/或存储器620经由示例通信总线622进行通信。图6的多重多边形控制器606、分离器控制器612、和/或光源控制器616可以单独地和/或共同地由任何类型和/或任何数量的半导体器件(例如，(多个)微处理器、(多个)微控制器等)来实现。在一些示例中，多重多边形电机604和分离器电机610可以被实现为相同的电机。
图6的示例多重多边形602包括多个多边形(例如，两个或更多个多边形)，这些多个多边形分别沿多重多边形602的中心轴线相对于彼此堆叠(例如，被定位成彼此相邻(在一些示例中，彼此分离)和/或彼此面对面接触)。图6的多重多边形602的多边形分别包括面朝外的镜面化刻面。图6的多重多边形602的堆叠的多边形中的相邻的堆叠的多边形围绕多重多边形602的中心轴线相对于彼此旋转地偏移，并且堆叠的多边形中的相邻堆叠的多边形的面朝外的镜面化刻面围绕多重多边形602的中心轴线相对于彼此成角度地偏移。图6的多重多边形602围绕多重多边形的中心轴线是可旋转的。图6的多重多边形602的多边形随着多重多边形602的旋转而一致地旋转。
图6的多重多边形602可以是任何尺寸、形状和/或配置。例如，图6的多重多边形602可以包括大于或等于两(2)个多边形的任何数量的多边形，并且多重多边形602的每个多边形可以是任何尺寸(例如，任何直径)和/或可以具有任何数量的面朝外的镜面化刻面。在一些示例中，面朝外的镜面化刻面的尺寸和/或数量，和/或更一般地，图6的多重多边形602的尺寸可以由与要由图6的激光扫描设备600实现的扫描过程和/或协议相关联的所期望的视场和/或所期望的扫描效率来建立和/或指定。下面结合图7-图9进一步描述可实现图6的激光扫描设备600的多重多边形602的各个示例多重多边形。
图7是可由图6的激光扫描设备600实现的示例多重多边形700的俯视图。图8是图7的多重多边形700的侧视图。图7和图8的多重多边形700可以实现图6的多重多边形602。在图7和图8中所图示的示例中，多重多边形700包括示例第一多边形702、示例第二多边形704、和示例中心轴线706。第一多边形702沿中心轴线706相对于第二多边形704堆叠(例如，被定位成与第二多边形704相邻(在一些示例中，与第二多边形704分离)和/或与第二多边形704面对面接触)。图7和图8的第一多边形702包括示例第一面朝外的镜面化刻面708并且图7和图8的第二多边形704包括示例第二面朝外的镜面化刻面710。在图7和8所图示的示例中，第二多边形704围绕中心轴线706的旋转位置从第一多边形702围绕中心轴线706的旋转位置旋转地偏移(例如，大约45度)。第二多边形704的第二面朝外的镜面化刻面710相对于第一多边形702的第一面朝外的镜面化刻面708围绕中心轴706相应地成角度地偏移(例如，大约45度)。
在图7和图8所图示的示例中，多重多边形700进一步包括限定多重多边形700的中心轴线706的示例轮毂712。第一多边形702的第一面朝外的镜面化刻面708围绕轮毂712布置，第二多边形704的第二面朝外的镜面化刻面710也是如此。在图7和图8所图示的示例中，多重多边形700的轮毂712机械地耦合(例如，固定地耦合)到示例轴714。轴714可以机械地耦合至被构造成和/或被配置成使轴714围绕中心轴线706旋转的电机(例如，图6中的多重多边形电机604)。当轴714旋转时，轮毂712和/或更一般地，图7和图8中的多重多边形700围绕中心轴线706旋转。该示例的第一多边形702和第二多边形704随着多重多边形700旋转而彼此一致地旋转(例如，作为固定单元)。
第一多边形702与第二多边形704之间的堆叠和旋转偏移关系使得形成有效刻面。如本文所使用，术语“有效刻面”是指将(例如，由光源生成的)光引导和/或投射到其上的多边形的刻面上的区域、部分和/或区段。在图7和图8所图示的示例中，多重多边形700的第一多边形702包括由被第二面朝外的镜面化刻面710的部分重叠的第一面朝外的镜面化刻面708的部分所限定的示例第一有效刻面716。类似地，多重多边形700的第二多边形704包括由被第一面朝外的镜面化刻面708的部分重叠的第二面朝外的镜面化刻面710的部分所限定的示例第二有效刻面718。如图7所示，第二多边形704的第二有效刻面718围绕中心轴706均匀地和/或对称地与第一多边形702的第一有效刻面716周向地交错。
图7和图8的多重多边形700被构造成和/或被配置成在多重多边形700围绕中心轴线706旋转时反射在第一多边形702的第一有效刻面716处接收到的第一光脉冲。图7和图8的第一多边形702的多边形形状使多重多边形700在多重多边形700围绕中心轴线706旋转时沿示例第一平面802将第一经反射的光脉冲彼此分离。图7和图8的多重多边形700进一步被构造成和/或被配置成在多重多边形700围绕中心轴线706旋转时反射在第二多边形704的第二有效刻面718处接收到的第二光脉冲。图7和图8的第二多边形704的多边形形状使多重多边形700在多重多边形700围绕中心轴线706旋转时沿示例第二平面804将第二经反射的光脉冲彼此分离。在一些示例中，第二平面804与第一平面802平行并与第一平面802分离一定的距离。例如，如图8所示，多重多边形700的中心轴线706被竖直定向，第一平面802被水平定向，第二平面804被水平定向，并且第二平面804与第一平面802竖直地分离一定的距离。因此，图7和图8的多重多边形700经由第一多边形702的第一有效刻面716和第二多边形704的第二有效刻面718提供和/或生成水平分离和竖直分离的经反射的光脉冲的图案。
在图7和图8所图示的示例中，多重多边形700仅包括两个多边形(例如，第一多边形702和第二多边形704)。在其他示例中，图7和图8的多重多边形700可能包括多于两个(例如，3个、4个、5个等)多边形。在图7和图8所图示的示例中，多重多边形700的第一多边形702和第二多边形704具有相同的尺寸，并且第二多边形704包括与第一多边形702中包括的第一面朝外的镜面化刻面708的数量相同的数量的第二面朝外的镜面化刻面710。在其他示例中，多重多边形700的第二多边形704的尺寸可以与多重多边形700的第一多边形702的尺寸不同，和/或第二多边形704可以具有与第一多边形702的第一面朝外的镜面化刻面708的数量不同的数量的第二面朝外镜面化刻面710。在图7和图8所图示的示例中，多重多边形700的第一多边形702和第二多边形704分别包括四(4)个面朝外的镜面化刻面(例如，第一多边形702的第一面朝外的镜面化刻面708和第二多边形704的第二面朝外的镜面化刻面710)。在其他示例中，多重多边形的第一多边形702和第二多边形704可以分别具有多于四个(例如，5个、6个、8个、12个、24个等)面朝外的镜面化刻面。
图9是可由图6的激光扫描设备600实现的另一示例多重多边形900的俯视图。图9的多重多边形900可以实现图6的多重多边形602。在图9所图示的示例中，多重多边形900包括示例第一多边形902、示例第二多边形904、和示例中心轴线906。第一多边形902沿中心轴线906相对于第二多边形904堆叠(例如，被定位成与第二多边形904相邻(在一些示例中，与第二多边形904分离)和/或与第二多边形904面对面接触)。图9的第一多边形902包括十(10)个示例第一面朝外的镜面化刻面908并且图9的第二多边形904包括十(10)个示例第二面朝外的镜面化刻面910。在图9所图示的示例中，第二多边形904围绕中心轴线906的旋转位置从第一多边形902围绕中心轴线906的旋转位置旋转地偏移。第二多边形904的第二面朝外的镜面化刻面910相对于第一多边形902的第一面朝外的镜面化刻面908围绕中心轴906以均匀间隔和/或对称布置的方式相应成角度地偏移。
在图9所图示的示例中，多重多边形900进一步包括定义多重多边形900的中心轴线906的示例轮毂912。第一多边形908的第一面朝外的镜面化刻面902围绕轮毂912布置，第二多边形910的第二面朝外的镜面化刻面904也是如此。在图9所图示的示例中，多重多边形900的轮毂912机械地耦合(例如，固定地耦合)到示例轴914。轴914可以机械地耦合至被构造成和/或被配置成使轴914围绕中心轴线906旋转的电机(例如，图6中的多重多边形电机604)。当轴914旋转时，轮毂912和/或更一般地，图9的多重多边形900围绕中心轴线906旋转。该示例的第一多边形902和第二多边形904随着多重多边形900旋转而彼此一致地旋转(例如，作为固定单元)。
与上文所描述的已知的激光扫描设备500的单多边形502一样，图8的多重多边形900被构造成和/或被配置成提供与示例光源918发射的脉冲光束有关的三十六度(36°)视场916和百分之九十五(95％)的扫描效率，其中，脉冲光束具有十毫米(10mm)的示例光束直径920。然而，图9的多重多边形900的尺寸相对于图5的多边形502的尺寸基本上更小和/或更紧凑。例如，虽然图5的多边形502具有大约二百零六毫米(206mm)的直径510，但图9的多重多边形900具有大约九十毫米(90mm)的示例直径922。
返回到图6所图示的示例，图6的示例多重多边形电机604被机械地耦合(例如，经由一个或多个紧固件、连接器、轴、杆、连杆、齿轮等)到图6的多重多边形602。多重多边形电机604响应于从图6的多重多边形控制器606接收到的一个或多个控制信号，使多重多边形602围绕多重多边形602的中心轴线(例如，以均匀的速度)旋转。图6的多重多边形电机604可由任何类型的一个或多个机电电机实现，包括例如一个或多个伺服电机、一个或多个检流计电机等。
图6的示例多重多边形控制器606可操作地耦合至图6的多重多边形电机604(例如，在具有图6的多重多边形电机604的电路中)。图6的多重多边形控制器606命令图6的多重多边形电机604使图6的多重多边形602以所定义的速度的旋转。例如，图6的多重多边形控制器606可以生成一个或多个控制信号，当由图6的多重多边形电机604接收该一个或多个控制信号时，使得多重多边形电机604使图6的多重多边形602以相应的(例如，均匀的)速度旋转。在一些示例中，多重多边形602旋转的速度可以是可变的，和/或可以与由图6的多重多边形控制器606生成的(多个)控制信号的内容相对应和/或基于由图6的多重多边形控制器606生成的(多个)控制信号的内容。
在一些示例中，图6的多重多边形控制器606可响应于由多重多边形控制器606接收的和/或在多重多边形控制器606处接收到的和/或更一般地，由图6的激光扫描设备600接收的和/或在图6的激光扫描设备600处接收到的一个或多个激光扫描发起命令、信号、和/或指令，命令图6的多重多边形电机604使图6的多重多边形602旋转。在一些示例中，图6的多重多边形控制器606可响应于由多重多边形控制器606接收的和/或在多重多边形控制器606处接收到的和/或更一般地，由图6的激光扫描设备600接收的和/或在图6的激光扫描设备600处接收到的一个或多个激光扫描终止命令、信号、和/或指令，命令图6的多重多边形电机604使图6的多重多边形602停止旋转。
当多重多边形602旋转时，图6的示例分离器608将在分离器608处接收到的来自图6的光源614的脉冲光周期性地引导至图6的多重多边形602的多边形的周向交错的有效刻面中的交替的有效刻面。在一些示例中，图6的分离器608与图6的多重多边形602的旋转同步移动。如本文在描述分离器(例如，图6的分离器608)相对于多重多边形(例如，图6的多重多边形602)的旋转的移动的上下文中所使用的，术语“同步”或“同步地”意味着分离器的移动发生在多重多边形的旋转期间，并且分离器以等于多重多边形旋转的循环速度、频率和/或速率、以多重多边形旋转的循环速度、频率和/或速率的倍数、或者以其他方式以与多重多边形旋转的循环速度、频率和/或速率相关的循环速度、频率和/或速率发生移动。例如，当分离器在多重多边形旋转期间以等于多重多边形的旋转的循环速度、频率和/或速率的循环速度、频率和/或速率发生移动时，分离器可以与旋转的多重多边形同步移动。作为另一示例，当分离器在多重多边形旋转期间以多重多边形的旋转的循环速度、频率和/或速率的四(4)倍的循环速度、频率和/或速率发生移动时，分离器可以与旋转的多重多边形同步移动。下面结合图10-图17进一步描述可实现图6的激光扫描设备600的分离器608的各个示例分离器。
图10是可由图6的激光扫描设备600实现的第一示例分离器1002的俯视图，其中分离器1002在第一示例位置1000中被示出。图11是图10的分离器1002的侧视图，其中分离器1002在图10的第一位置1000中被示出。图12是图10和图11的分离器1002的俯视图，其中分离器1002在第二示例位置1200中被示出。图13是图10-图12的分离器1002的侧视图，其中分离器1002在图12的第二位置1200中被示出。图10-图13的分离器1002可以实现图6的分离器608。在图10-图13所图示的示例中，分离器1002被示出与上文所述的图7和图8的多重多边形700一起实现。在其他示例中，图10-图13的分离器1002可替代地使用图7和图8的多重多边形700以外的多重多边形(例如，图9的多重多边形900)来实现。
图10-图13的示例分离器1002包括示例轴1004、示例第一反射镜1006和示例第二反射镜1008。轴1004限定分离器1002的示例纵向轴线1010。在图10-图13所图示的示例中，第一反射镜1006机械地耦合(例如，固定地耦合)到轴1004，并且沿纵向轴线1010位于示例第一轴向位置1102处。第二反射镜1008机械地耦合(例如，固定地耦合)到轴1004，并且位于沿纵向轴线1010的示例第二轴向位置1104处。第二轴向位置1104与第一轴向位置1102沿纵向轴线1010间隔开，并且围绕纵向轴线1010从第一轴向位置1102旋转地偏移。例如，如图10-图13所示，第二轴向位置1104沿纵向轴线1010与第一轴向位置1102竖直地间隔开，并且围绕纵向轴线1010从第一轴向位置1102旋转地偏移大约一百八十度(180°)。
图10-图13的分离器1002的轴1004是围绕纵向轴线1010可旋转的。例如，图10-图13的分离器1002的轴1004可以机械地耦合至被结构成和/或配置成使轴1004围绕纵向轴线1010旋转的电机(例如，图6中的分离器电机610)。当图10-图13的轴1004旋转时，图10-图13的第一反射镜1006和第二反射镜1008分别围绕纵向轴线1010旋转。该示例的分离器1002的第一反射镜1006和第二反射镜1008随着分离器1002旋转而彼此一致地旋转(例如，作为固定单元)。在图10-图13所图示的示例中，分离器1002的轴1004的旋转使第一反射镜1006和第二反射镜1008周期性地旋转通过由示例光源1106(例如，脉冲激光器)发射和/或投射脉冲光到其中和/或通过其中的示例光接收扇区1012。图10-图13所图示的示例的光源1106可以实现图6的光源614。
当图10-图13的分离器1002被定位在图10和图11所示的第一位置1000时，第一反射镜1006被定位在光接收扇区1012的上方和/或内部，并且第二反射镜1008不被定位在光接收扇区1012的上方和/或内部。如图10和图11所示，当第一反射镜1006被定位在光接收扇区1012上方和/或内部时和/或在第一反射镜1006旋转通过光接收扇区1012旋转时，第一反射镜1006把在第一反射镜1006处接收到的脉冲光引导至图7、图8和图10-图13的多重多边形700的第一多边形702的第一有效刻面716中的一个有效刻面。相反地，当图10-图13的分离器1002被定位在图12和图13所示的第二位置1200时，第二反射镜1008被定位在光接收扇区1012的上方和/或内部，并且第一反射镜1006不被定位在光接收扇区1012的上方和/或内部。如图12和图13所示，当第二反射镜1008被定位在光接收扇区1012上方和/或内部时和/或在第二反射镜1008旋转通过光接收扇区1012旋转时，第二反射镜1008把在第二反射镜1008处接收到的脉冲光引导至图7、图8和图10-图13的多重多边形700的第二多边形704的第二有效刻面718中的一个有效刻面。
在图10-图13所图示的示例中，多重多边形700的第一多边形702包括四(4)个第一有效刻面716，并且分离器1002包括一(1)个第一反射镜1006，从而提供第一有效刻面716与第一反射镜1006的4:1比率。类似地，多重多边形700的第二多边形704包括四(4)个第二有效刻面718，并且分离器1002包括一(1)个第二反射镜1008，从而提供第二有效刻面718与第二反射镜1008的4:1比率。基于这些比率中的一个或两个，通过以多重多边形700的旋转的循环速度、频率和/或速率的四(4)倍的循环速度、频率和/或速率旋转分离器1002来与多重多边形700的旋转同步地旋转分离器1002。当图10-图13的分离器1002与图7、图8和图10-图13的多重多边形700的旋转同步地旋转时，分离器1002的第一反射镜1006和第二反射镜1008周期性地把在分离器1002的第一反射镜1006和第二反射镜1008处周期性地接收到的(例如来自光源1106)脉冲光引导至图7的多重多边形700的第一多边形702和第二多边形704的周向交错的第一有效刻面716和第二有效刻面718中的交替的有效刻面。
图14是可由图6的激光扫描设备600实现的第二示例分离器1402的俯视图，其中分离器1402在第一示例位置1400中被示出。图15是图14的分离器1402的侧视图，其中分离器1402在图14的第一位置1400中被示出。图16是图14和图15的分离器1402的俯视图，其中分离器1402在第二示例位置1600中被示出。图17是图14-图16的分离器1402的侧视图，其中分离器1402在图16的第二位置1600中被示出。图14-图17的分离器1402可以实现图6的分离器608。在图14-图17所图示的示例中，分离器1402被示出与上文所描述的图7和图8的多重多边形700一起实现。在其他示例中，图14-图17的分离器1402可替代地使用图7和图8的多重多边形700以外的多重多边形(例如，图9的多重多边形900)来实现。
图14-图17的示例分离器1402包括示例轴1404和示例反射镜1406。轴1404限定分离器1402的示例纵向轴线1408。在图14-图17所图示的示例中，反射镜1406机械地耦合(例如，固定地耦合)到轴1404，并且沿纵向轴线1408位于示例轴向位置1502处。图14-图17的分离器1402的轴1404围绕纵向轴线1408是周期性地可平移的。例如，图14-图17的分离器1402的轴1404可以机械地耦合至被构造成和/或配置成使轴1404沿纵向轴线1408周期性地平移的电机(例如，图6的分离器电机610)。
当图14-图17的轴1404周期性地平移时，反射镜1406在示例第一光接收位置1504和与第一光接收位置1504间隔开的示例第二光接收位置1506之间周期性地平移。在图14-图17所图示的示例中，第一光接收位置1504和第二光接收位置1506分别位于由示例光源1508(例如，脉冲激光器)发射和/或投射脉冲光到其中/或通过其中的示例光接收扇区1410内。图14-图17所图示的示例的光源1508可以实现图6的光源614。
当图14-图17的分离器1402被定位在图14和图15所示的第一位置1400时，反射镜1406被定位在第一光接收位置1504，而不是被定位在第二光接收位置1506。如图14和图15所示，当反射镜1406被定位在第一光接收位置1504时，反射镜1406将在反射镜1406处接收到的脉冲光引导至图7、图8和图14-图17的多重多边形700的第一多边形702的第一有效刻面716中的一个有效刻面。相反地，当图14-图17的分离器1402被定位在图16和图17所示的第二位置1400时，反射镜1600被定位在第二光接收位置1506，而不是被定位在第一光接收位置1504。如图16和图17所示，当反射镜1406被定位在第二光接收位置1505时，反射镜1406将在反射镜1406处接收到的脉冲光引导至图7、图8和图14-图17的多重多边形700的第二多边形704的第二有效刻面718中的一个有效刻面。
在图14-图17所图示的示例中，多重多边形700的第一多边形702包括四(4)个第一有效刻面716，并且分离器1402包括一(1)个反射镜1406，从而提供第一有效刻面716与反射镜1406的4:1比率。类似地，多重多边形700的第二多边形704包括四(4)个第二有效刻面718，并且分离器1402包括一(1)个反射镜1406，从而提供第二有效刻面718与反射镜1406的4:1比率。基于这些比率中的一个或两个，通过以多重多边形700的旋转的循环速度、频率和/或速率的四(4)倍的循环速度、频率和/或速率周期性地平移分离器1402来将分离器1402与多重多边形700的旋转同步地移动。当图14-图17的分离器1402与图7、图8和图10-图13的多重多边形700的旋转同步地移动时，分离器1402的反射镜1406周期性平移，从而将在分离器1402的反射镜1406处接收到的(例如来自光源1508的)脉冲光周期性地引导至图7的多重多边形700的第一多边形702和第二多边形704的周向交错的第一有效刻面716和第二有效刻面718中的交替的有效刻面。
虽然图10-图17的示例分离器1002、1402被图示为部分地由一个或多个可移动(例如，可旋转或可平移的)反射镜来实现，但是在其他示例中，图6的分离器608可以替代地由不同的设备来实现，包括通过例如，被构造成当多重多边形602旋转时将在分离器608处接收到的来自图6的光源614的脉冲光周期性地引导至图6的多重多边形602的多边形的周向交错的有效刻面中的交替的有效刻面的另一个旋转多边形。
返回到图6所图示的示例，图6的示例分离器电机610被机械地耦合(例如，经由一个或多个紧固件、连接器、轴、杆、连杆、齿轮等)到图6的分离器608。分离器电机610响应于从图6的分离器控制器612接收到的一个或多个控制信号，而使分离器608与图6的多重多边形602的旋转同步地移动。图6的分离器电机610可由任何类型的一个或多个机电电机实现，包括例如一个或多个伺服电机、一个或多个检流计电机等。在其他示例中，图6的分离器电机610可以被去除，以有利于被构造成使分离器608与图6的多重多边形602的旋转同步地移动的一个或多个其他设备(例如，电磁体、压电设备等)。
图6的示例分离器控制器612提供用于控制图6的分离器电机610的速度的控制信号。图6的分离器控制器612命令图6的分离器电机610以使图6的分离器608与图6中的多重多边形602的旋转同步地移动。例如，图6的分离器控制器612可以生成一个或多个控制信号，当由图6的分离器电机610接收到这些控制信号时，使得分离器电机610使图6的分离器608与图6的多重多边形602的旋转同步地移动。在一些示例中，分离器608移动的速度和/或频率可以与由图6的分离器控制器612生成的(多个)控制信号的内容相对应和/或基于由图6的分离器控制器612生成的(多个)控制信号的内容。
在一些示例中，图6的分离器控制器610可响应于由分离器控制器612接收的和/或在分离器控制器612处接收到的和/或更一般地，由图6的激光扫描设备600接收的和/或在图6的激光扫描设备600处接收到的一个或多个激光扫描发起命令、信号、和/或指令，而命令图6的分离器电机610使图6的分离器608与图6的多重多边形602的旋转同步地移动。在一些示例中，图6的分离器控制器612可响应于由分离器控制器612接收的和/或在分离器控制器612处接收到的和/或更一般地，由图6的激光扫描设备600接收的和/或在图6的激光扫描设备600处接收到的一个或多个激光扫描终止命令、信号、和/或指令，而命令图6的分离器电机614使图6的分离器608停止移动。
图6的示例光源614响应于从图6的光源控制器616接收到的一个或多个控制信号而发射光脉冲(例如，脉冲光束)。图6的光源614可由具有任何类型和/或值的操作特性(例如，光束强度、光束尺寸、光斑尺寸、脉冲频率等)的脉冲激光器实现。在一些示例中，图6的光源614和/或光源控制器616检测和/或确定由光源614发射的光脉冲中的各个光脉冲被发射的相应的时间(例如，脉冲发射时间)。由图6的光源614和/或光源控制器616检测和/或确定的脉冲发射时间数据可以是任何数量、类型、形式和/或格式，并且可以被存储在计算机可读存储介质(诸如下文所描述的图6的示例存储器620)中。
图6的示例光源控制器616输出用于控制图6的光源614的输出的控制信号。图6的光源控制器616命令图6的光源614发射光脉冲(例如，脉冲光束)。例如，图6的光源控制器616可以生成一个或多个控制信号，当由图6的光源614接收这些控制信号时，使光源614发射光脉冲。在一些示例中，光源614发射光脉冲的时序和/或频率可以与由图6的光源控制器616生成的(多个)控制信号的内容相对应和/或基于由图6的光源控制器616生成的(多个)控制信号的内容。
在一些示例中，图6的光源控制器614可响应于由光源控制器616接收的和/或在光源控制器616处接收到的和/或更一般地，由图6的激光扫描设备600接收的和/或在图6的激光扫描设备600处接收到的一个或多个激光扫描发起命令、信号、和/或指令，而命令图6的光源614发射光脉冲。在一些示例中，图6的光源控制器614可响应于由光源控制器616接收的和/或在光源控制器616处接收到的和/或更一般地，由图6的激光扫描设备600接收的和/或在图6的激光扫描设备600处接收到的一个或多个激光扫描终止命令、信号、和/或指令，而命令图6的光源614停止发射光脉冲。
图6的示例光传感器618感测、测量、和/或检测在光传感器618处接收到的光脉冲。例如，图6的光传感器618可以感测、测量和/或检测光脉冲，该光脉冲源自图6的光源614并且随后(基于光脉冲的反射)从光源614前进到图6的分离器608、从分离器608再到图6的多重多边形602、从多重多边形602到由图6的激光扫描设备600扫描的一个或多个目标对象、以及从(多个)目标对象到图6的光传感器618。在一些示例中，在光传感器618处检测到光脉冲中的各个光脉冲的时间被加盖脉冲返回时间戳。当光传感器618输出指示对光脉冲的接收时，可以通过记录时钟时间的电路来获得脉冲返回时间。由图6的光传感器618检测和/或确定的脉冲返回时间数据可以是任何数量、类型、形式和/或格式，并且可以被存储在计算机可读存储介质(诸如下文所描述的图6的示例存储器620)中。
图6的示例存储器620可以通过任何类型和/或任何数量的存储设备来实现，诸如存储驱动、闪存、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、高速缓存和/或其中信息被存储达任何持续时间(例如，达延长的时间段、永久地、短暂的实例，用于暂时缓冲和/或用于缓存信息)的任何其他物理存储介质。存储在存储器620中的信息可以以任何文件和/或数据结构格式、组织方案和/或布置来存储。
在一些示例中，存储器620存储由图6的多重多边形控制器606和/或在图2的多重多边形控制器606处访问、实现、调用、应用、和/或处理的电机控制数据。在一些示例中，存储器620存储由图6的分离器控制器612和/或在图6的分离器控制器612处访问、实现、调用、应用、和/或处理的电机控制数据。在一些示例中，存储器620存储由图6的光源控制器616和/或在图6的光源控制器616处访问、实现、调用、应用、和/或处理的光源控制数据。在一些示例中，存储器620存储由图6的光源614和/或光源控制器616检测和/或确定的脉冲发射时间数据。在一些示例中，存储器620存储由图6的光传感器618检测和/或确定的脉冲返回时间数据。图6的存储器620可由图6的多重多边形控制器606、分离器控制器612、光源控制器616、和光传感器618访问，和/或更一般地，可由图6的激光扫描设备600访问。
图6的多重多边形602是用于在多重多边形602旋转时反射在多重多边形602的多个多边形的周向交错的有效刻面处接收到的脉冲光的装置。图6的多重多边形电机604是用于使图6的多重多边形602旋转的装置。图6的多重多边形控制器606是用于命令图6的多重多边形电机604使图6的多重多边形602旋转的装置。图6的分离器608是用于在多重多边形602旋转时将从图6的光源614接收的脉冲光周期性地引导至图6的多重多边形602的多边形的周向交错的有效刻面中的交替的有效刻面的装置。图6的分离器电机610是用于使图6的分离器608与图6的多重多边形602的旋转同步地移动的装置。图6的分离器控制器612是用于命令图6的分离器电机610以使图6的分离器608与图6中的多重多边形602的旋转同步移动的装置。图6的光源614是用于发射脉冲光的装置。图6的光源控制器616是用于命令图6中的光源614发射光脉冲的装置。图6的光传感器618是用于感测脉冲光的装置。图6的存储器620是用于存储信息和/或数据的装置。
尽管图6图示了实现激光扫描设备600的示例方式，但是图6中示出的元件、过程和/或设备中的一个或多个能以任何其他方式被组合、拆分、重新布置、省略、去除和/或实现。进一步地，图6的示例多重多边形602、示例多重多边形电机604、示例多重多边形控制器606、示例分离器608、示例分离器电机610、示例分离器控制器612、示例光源614、示例光源控制器616、示例光传感器618和示例存储器620和/或更一般地，示例激光扫描设备600可以由硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任意组合实现。因此，例如，图6的示例多重多边形电机604、示例多重多边形控制器606、示例分离器电机610、示例分离器控制器612、示例光源控制器616、示例光传感器618和示例存储器620和/或更一般地，示例激光扫描设备600中的任何一者可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、(多个)可编程处理器、(多个)可编程控制器、(多个)图形处理单元(gpu)、(多个)数字信号处理器(dsp)、(多个)专用集成电路(asic)、(多个)可编程逻辑器件(pld)和/或(多个)现场可编程逻辑器件(fpld)来实现。当阅读用于涵盖纯粹的软件和/或固件实现的本专利的设备或系统权利要求中的任一项时，图6的示例激光扫描设备600的示例多重多边形电机604、示例多重多边形控制器606、示例分离器电机610、示例分离器控制器612、示例光源控制器616、示例光传感器618、和/或示例存储器620中的至少一者由此被明确地限定为包括包含软件和/或固件的非暂态计算机可读存储设备或存储盘，诸如，存储器、数字多功能盘(dvd)、紧凑盘(cd)、蓝光盘，等等。又进一步，图6的示例多重多边形602、示例多重多边形电机604、示例多重多边形控制器606、示例分离器608、示例分离器电机610、示例分离器控制器612、示例光源614、示例光源控制器616、示例光传感器618和示例存储器620和/或更一般地，示例激光扫描设备600可以包括一个或多个元件、过程和/或设备作为图6中所图示的那些的补充或替代，和/或可以包括图示出的元件、过程和设备中任何或所有元件、过程和设备中的多于一个。如本文使用的，短语“通信”包括其各种变体，包含直接通信和/或通过一个或多个中间组件的间接通信，并且不需要直接物理(例如，有线)通信和/或持续通信，而是附加地包括以周期性间隔、预定间隔、非周期性间隔、和/或一次性事件来进行的选择性通信。
在图18中示出了表示用于实现图6的激光器扫描设备600的示例硬件逻辑、机器可读指令、硬件实现的状态机和/或其任何组合的流程图。机器可读指令可以是由计算机处理器执行的一个或多个可执行程序或可执行程序的(多个)部分，计算机处理器诸如结合图19在下文中所讨论的示例处理器平台1900中示出的示例处理器1902。(多个)程序能具体化在存储于诸如cd-rom、软盘、硬驱动器、dvd、蓝光盘或与处理器1902关联的存储器之类的非暂态计算机可读存储介质上的软件中，但是整个(多个)程序和/或其部分可替代地由除处理器1902之外的设备执行，和/或具体化在固件或专用硬件中。进一步地，虽然参考图18所图示的流程图描述了(多个)示例程序，但是可以替代地使用实现图6的示例激光扫描设备600的许多其他方法。例如，可改变框的执行次序，和/或可改变、去除或组合所描述的框中的一些框。附加地或替代地，任何或所有框可以由被构造成在不执行软件或固件的情况下执行相应的操作的一个或多个硬件电路(例如，分立的和/或集成的模拟和/或数字电路、fpga、asic、比较器、运算放大器(op-amp)、逻辑电路等)来实现。
本文中描述的机器可读指令可以以压缩格式、加密格式、片段格式、封装格式等中的一种或多种来存储。本文描述的机器可读指令可以作为可用于创建、制造和/或产生机器可执行指令的数据(例如，指令的部分、代码、代码表示等)来存储。例如，机器可读指令可以被分段并被存储在一个或多个存储设备和/或计算设备(例如，服务器)上。机器可读指令可能需要安装、修改、适配、更新、组合、补充、配置、解密、解压缩、拆包、分发、重新分配等中的一项或多项，以使得它们由计算设备和/或其他机器直接可读取和/或可执行。例如，机器可读指令可以存储在多个部分中，这些部分被单独压缩、加密并存储在单独的计算设备上，其中，这些部分在被解密、解压缩和组合时形成实现诸如本文所述的程序之类的程序的一组可执行指令。在另一示例中，机器可读指令可以以它们可被计算机读取的状态存储，但是需要添加库(例如，动态链接库(dll))、软件开发工具包(sdk)、应用编程接口(api)等，以便在特定的计算设备或其他设备上执行指令。在另一个示例中，在可整体或部分地执行机器可读指令和/或对应的(多个)程序之前，可能需要配置机器可读指令(例如，存储的设置、数据输入、记录的网络地址等)。因此，所公开的机器可读指令和/或对应的(多个)程序旨在包含此类机器可读指令和/或(多个)程序，而不管机器可读指令和/或(多个)程序在存储时或以其他方式处于静态或在传输中时的特定格式或状态如何。
如上文所提及，可使用存储于非暂态计算机和/或机器可读介质上的可执行指令(例如，计算机和/或机器可读指令)实现图18的示例过程，非暂态计算机和/或机器可读介质诸如，硬盘驱动器、闪存、只读存储器、紧凑盘、数字多功能盘、高速缓存、随机存取存储器和/或在其中存储信息达任何持续时间(例如，扩展的时间段、永久地、简短的情况、用于临时缓冲和/或用于对信息进行高速缓存)的任何其他存储设备或存储盘。如本文中所使用，术语“非暂态计算机可读介质”被明确地限定为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。
“包括(including)”和“包含(comprising)”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此，每当权利要求将任何形式的“包括(including)”和“包含(comprising)”(例如，包含、包括、具有等)用作前言或用于任何种类的权利要求叙述内时，要理解的是，附加的要素、项等可以存在而不超出对应权利要求或叙述的范围。如本文所使用的，当短语“至少”被用作例如与权利要求同步使用的过渡术语时是和术语“包含”和“包括”一样的开放式的。当例如以诸如a、b和/或c之类的形式使用术语“和/或”时，指的是a、b、c的任何组合或子集，诸如(1)单独的a、(2)单独的b、(3)单独的c、(4)a与b、(5)a与c、(6)b与c、以及(7)a与b与c。如本文所使用的，在描述结构、组件、项目、对象和/或事物的上下文中，短语"a和b中的至少一个"旨在表示包括(1)至少一个a、(2)至少一个b、和(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实现。类似地，如本文所使用的，在描述结构、组件、项目、对象和/或事物的上下文中，短语“a或b中的至少一个”旨在表示包括(1)至少一个a、(2)至少一个b、和(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实现。如本文所使用的，在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的处理或执行的上下文中，短语“a和b中的至少一个”旨在表示包括(1)至少一个a、(2)至少一个b、和(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实现。类似地，如本文所使用的，在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的处理或执行的上下文中，短语“a或b中的至少一个”旨在表示包括(1)至少一个a、(2)至少一个b、和(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实现。
图18是表示可以被执行以实现图6的示例激光扫描设备600以执行多重多边形竖直分离扫描的示例机器可读指令1800的流程图。当图6的示例激光扫描设备600确定是否要发起激光扫描时，图18的示例程序1800开始(框1802)。例如，激光扫描设备600可以(例如，经由激光扫描设备600的用户接口或网络接口)接收一个或多个激光扫描发起命令、信号、和/或指令，指示激光扫描将被发起。如果激光扫描设备600在框1802处确定要发起激光扫描，则图18的示例程序1800的控制行进到框1804。如果激光扫描设备600在框1802处确定不发起激光扫描，则图18的示例程序1800的控制保持在框1802处。
在框1804处，图6的示例多重多边形控制器606命令图6的多重多边形电机604使图6的示例多重多边形602旋转。例如，图6的多重多边形控制器606可以生成一个或多个控制信号，当由图6的多重多边形电机604接收该一个或多个控制信号时，使得多重多边形电机604使图6的多重多边形602以所定义的速度旋转。在一些示例中，多重多边形602旋转的速度可以与由图6的多重多边形控制器606生成的(多个)控制信号的内容相对应和/或基于由图6的多重多边形控制器606生成的(多个)控制信号的内容。跟随在框1804之后，图18中的示例程序1800的控制进行至框1806。
在框1806处，图6的示例分离器控制器612命令图6的示例分离器电机610以使图6的示例分离器608与图6的示例多重多边形602的旋转同步地移动。例如，图6的分离器控制器612可以生成一个或多个控制信号，当由图6的分离器电机610接收到这些控制信号时，使得分离器电机610使图6的分离器608与图6的多重多边形602的旋转同步地移动。在一些示例中，分离器608移动的速度和/或频率可以与由图6的分离器控制器612生成的(多个)控制信号的内容相对应和/或基于由图6的分离器控制器612生成的(多个)控制信号的内容。跟随在框1806之后，图18中的示例程序1800的控制进行至框1808。
在框1808处，图6的示例光源控制器命令图6的示例光源614在一个或多个对应的第一时间发射一个或多个光脉冲。例如，图6的光源控制器616可以生成一个或多个控制信号，当由图6的光源614接收这些控制信号时，使光源614在相应的第一时间发射光脉冲。在一些示例中，光源614发射光脉冲的时序和/或频率可以与由图6的光源控制器616生成的(多个)控制信号的内容相对应和/或基于由图6的光源控制器616生成的(多个)控制信号的内容。跟随在框1808之后，图18中的示例程序1800的控制进行至框1810。
在框1810处，图6的示例光传感器618检测在一个或多个对应的第二时间在光传感器618处接收到的一个或多个返回的脉冲。例如，图6的光传感器618可以在相应的第二时间检测源自图6的光源614的光脉冲，这些光脉冲随后从光脉冲已经从其上被反射的一个或多个目标对象返回到图6的光传感器618和/或在图6的光传感器618处接收到这些光脉冲。跟随在框1810之后，图18中的示例程序1800的控制进行至框1812。
在框1812处，图6的示例激光扫描设备600确定是否要终止激光扫描。例如，激光扫描设备600可以(例如，经由激光扫描设备600的用户接口或网络接口)接收一个或多个激光扫描发起命令、信号、和/或指令，指示在框1802处发起激光扫描将被终止。如果激光扫描设备600在框1812处确定要终止激光扫描，则图18的示例程序1800的控制返回到框1804。如果激光扫描设备600在框1812处替代地确定要终止激光扫描，则图18的示例程序1800结束。
图19是被构造成用于执行图18的示例机器可读指令1800以实现图6的的示例激光扫描设备600的示例处理器平台1900的框图。所图示示例的处理器平台1900包括处理器1902。所图示示例的处理器1902是硬件。例如，处理器1902可以由来自任何所需要的系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、gpu、dsp、微控制器、处理器或微控制器实现。硬件处理器可以是基于半导体的(例如，硅基)器件。在该示例中，处理器1902实现图6中的示例多重多边形控制器606、示例分离器控制器612、和示例光源控制器616。
所图示示例的处理器1902包括本地存储器1904(例如，高速缓存)。处理器1902经由总线1906与图6中的示例多重多边形电机604、示例分离器电机610、示例光源614和示例光传感器618通信。处理器1902还经由总线1908与包括易失性存储器1910和非易失性存储器1906的主存储器通信。易失性存储器1908可由同步动态随机存取存储器(sdram)、动态随机存取存储器(dram)、
所例示的示例中的处理器平台1900还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储设备1912。此类(多个)大容量存储设备1912的示例包括软盘驱动器、硬驱动器盘、光盘驱动器、蓝光盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(raid)系统和数字多功能盘(dvd)驱动器。在图19所图示的示例中，易失性存储器1908、非易失性存储器1910和/或(多个)大容量存储设备1912中的一个或多个实现图6的示例存储器620。
所图示示例的处理器平台1900还包括用户接口电路1914。用户接口电路1914可由任何类型的接口标准实现，诸如以太网接口、通用串行总线(usb)、
所图示示例的处理器平台1900还包括网络接口电路1920。网络接口电路1920可由任何类型的接口标准实现，诸如以太网接口、通用串行总线(usb)、
包括图18的机器可读指令1800的编码指令1924可被存储在本地存储器1904中，存储在易失性存储器1908中，存储在非易失性存储器1910中，存储在(多个)大容量存储设备1912上，和/或存储在诸如闪存棒、cd或dvd之类的可移除非暂态计算机可读存储介质上。
从前述内容可以领会，已经公开了示例多重多边形、竖直分离的激光扫描设备和方法。本文所公开的示例激光扫描设备和方法包括具有两个或更多个多边形的多重多边形，所述两个或更多个多边形围绕多重多边形的中心轴线相对于彼此旋转地偏移，并且沿多重多边形的中心轴线堆叠(例如，被定位成彼此相邻(在一些示例中，彼此分离)和/或相对于彼此面对面接触)。相对于上文所描述的传统的单多边形激光扫描系统的能力和/或特性，本文所公开的示例多重多边形中包括的多边形的旋转地偏移、堆叠的布置为示例激光扫描设备提供许多优点。
例如，通过实现具有两个或更多个多边形的旋转偏移、堆叠布置的多重多边形，本文公开的示例激光扫描设备可以有利地被构造和/或配置成具有与提供所期望的视场和所期望的扫描效率相关联的尺寸(例如直径)，该尺寸相对于在单多边形实现方式中提供相同的所期望的视场和相同的所期望的扫描效率所需的相应多边形组件的尺寸基本上更小和/或更紧凑。实现具有两个或更多个多边形的旋转地偏移、堆叠的布置的多重多边形有利地使本文所公开的示例激光扫描设备和方法能够实现上述尺寸减小的益处，同时维持(例如，经由多重多边形)提供光学上快速的、锯齿扫描图案的能力。
除了实现本文所公开的示例多重多边形之外，本文所公开的示例激光扫描设备和方法进一步包括被构造和/或被配置成与多重多边形同步操作的分离器，该分离器用于有利地生成相对于朝向多重多边形的多边形中的各个多边形发射和反射的光脉冲的竖直分离。例如，本文所公开的示例分离器可以使在第一时间从光源发射的光脉冲朝向本文所公开的示例多重多边形的多边形中的第一多边形并将其反射出去，并且可以进一步使在第二时间从光源发射的光脉冲朝向与该多重多边形的多边形中的第一多边形相邻(例如，堆叠在上面或下面)的多重多边形的多边形中的第二多边形并将其反射出去。因此，除了由多重多边形的多边形中的各个多边形所赋予的水平分离之外，本文公开的示例分离器有利地将竖直分离赋予扫描过程。
在一些示例中，公开了一种设备。在一些公开的示例中，该设备包括多重多边形。在一些公开的示例中，多重多边形包括第一多边形、中心轴、和第二多边形。在一些公开的示例中，第一多边形包括第一多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形包括围绕中心轴线相对于第一多个面朝外的镜面化刻面成角度地偏移的第二多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形沿中心轴线相对于第一多边形被定位。在一些公开的示例中，第一和第二多边形围绕中心轴线是可旋转的。
在一些公开的示例中，多重多边形进一步包括由被第二多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第一多个面朝外的镜面化刻面的部分限定的第一多个有效刻面。在一些公开的示例中，多重多边形进一步包括由被第一多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第二多个面朝外的镜面化刻面的部分限定的第二多个有效刻面。在一些公开的示例中，第二多个有效刻面围绕中心轴线与第一多个有效刻面周向地交错。
在一些公开的示例中，第一和第二多边形被配置成沿第一平面将第一经反射的光脉冲彼此分离。在一些公开的示例中，当第一和第二多边形围绕中心轴线旋转时，第一经反射的光脉冲从第一多个有效刻面中的一个有效刻面被反射。在一些公开的示例中，第一和第二多边形用于沿第二平面将第二经反射的光脉冲彼此分离。在一些公开的示例中，当第一和第二多边形围绕中心轴线旋转时，第二经反射的光脉冲从第二多个有效刻面中的一个有效刻面被反射。在一些公开的示例中，第二平面与第一平面平行并与第一平面分离。
在一些公开的示例中，中心轴线与第一平面正交并且与第二平面正交，并且第二平面与第一平面分离。
在一些公开的示例中，该设备进一步包括分离器，该分离器用于在第一和第二多边形绕中心轴线旋转时，将脉冲光从光源周期性地引导至周向地交错的第一和第二多个有效刻面中的交替的有效刻面。
在一些公开的示例中，分离器包括轴、第一反射镜和第二反射镜。在一些公开的示例中，轴具有纵向轴线。在一些公开的示例中，第一反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的第一轴向位置处。在一些公开的示例中，第二反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的第二轴向位置处。在一些公开的示例中，第二轴向位置与第一轴向位置间隔开。在一些公开的示例中，轴围绕纵向轴线是可旋转的，以使第一和第二反射镜周期性地旋转通过光接收扇区。在一些公开的示例中，当第一反射镜旋转通过光接收扇区时，第一反射镜用于将脉冲光引导至第一多个有效刻面中的一个有效刻面。在一些公开的示例中，当第二反射镜旋转通过光接收扇区时，第二反射镜用于将脉冲光引导至第二多个有效刻面中的一个有效刻面。
在一些公开的示例中，分离器包括轴和反射镜。在一些公开的示例中，轴具有纵向轴线。在一些公开的示例中，反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的轴向位置处。在一些公开的示例中，轴沿纵向轴线可平移以在第一光接收位置和第二光接收位置之间周期性地移动反射镜。在一些公开的示例中，第二光接收位置与第一光接收位置间隔开。在一些公开的示例中，反射镜用于在反射镜位于第一光接收部分时将脉冲光引导至第一多个有效刻面中的一个有效刻面。在一些公开的示例中，反射镜用于在反射镜位于第二光接收部分时将脉冲光引导至第二多个有效刻面中的一个有效刻面。
在一些公开的示例中，该设备进一步包括第一电机和第二电机。在一些公开的示例中，第一电机用于使第一和第二多边形围绕中心轴线旋转。在一些公开的示例中，第二电机用于与第一和第二多边形的旋转同步地移动分离器。
在一些公开的示例中，该设备进一步包括第一电机和第二电机。在一些公开的示例中，第一控制器用于命令第一电机使第一和第二多边形旋转。在一些公开的示例中，第二控制器用于命令第二电机使分离器与第一和第二多边形的旋转同步地移动。
在一些示例中，公开了一种方法。在一些公开的示例中，该方法包括使多重多边形的第一多边形围绕多重多边形的中心轴线旋转。在一些公开的示例中，第一多边形包括第一多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，该方法进一步包括使多重多边形的第二多边形围绕中心轴线旋转。在一些公开的示例中，第二多边形包括围绕中心轴线相对于第一多个面朝外的镜面化刻面成角度地偏移的第二多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形沿中心轴线相对于第一多边形被定位。在一些公开的示例中，该方法进一步包括在第一和第二多边形围绕中心轴线旋转时，将脉冲光从光源周期性地引导至第一和第二多个有效刻面中的交替的有效刻面。在一些公开的示例中，第一多个有效刻面由被第二多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第一多个面朝外的镜面化刻面的部分限定。在一些公开的示例中，第二多个有效刻面由被第一多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第二多个面朝外的镜面化刻面的部分限定。在一些公开的示例中，第二多个有效刻面围绕中心轴线与第一多个有效刻面周向地交错。
在一些公开的示例中，该方法进一步包括使第一反射光脉冲沿第一平面彼此分离。在一些公开的示例中，当第一和第二多边形围绕中心轴线旋转时，第一经反射的光脉冲从第一多个有效刻面中的一个有效刻面被反射。在一些公开的示例中，该方法进一步包括使第二经反射的光脉冲沿第二平面彼此分离。在一些公开的示例中，当第一和第二多边形围绕中心轴线旋转时，第二经反射的光脉冲从第二多个有效刻面中的一个有效刻面被反射。在一些公开的示例中，第二平面与第一平面平行并与第一平面分离。
在一些公开的示例中，中心轴线与第一平面正交并且与第二平面正交，并且第二平面与第一平面分离。
在一些公开的示例中，周期性地引导脉冲光包括移动分离器。
在一些公开的示例中，分离器包括轴、第一反射镜和第二反射镜。在一些公开的示例中，轴具有纵向轴线。在一些公开的示例中，第一反射镜被耦合至轴并且位于沿纵向轴线的第一轴向位置处，并且第二反射镜被耦合至轴并且位于沿纵向轴线的第二轴向位置处。在一些公开的示例中，第二轴向位置与第一轴向位置间隔开。在一些公开的示例中，移动分离器包括使轴围绕纵向轴线旋转，以使第一和第二反射镜周期性地旋转通过光接收扇区。在一些公开的示例中，当第一反射镜旋转通过光接收扇区时，第一反射镜用于将脉冲光引导至第一多个有效刻面中的一个有效刻面。在一些公开的示例中，当第二反射镜旋转通过光接收扇区时，第二反射镜用于将脉冲光引导至第二多个有效刻面中的一个有效刻面。
在一些公开的示例中，分离器包括轴和反射镜。在一些公开的示例中，轴具有纵向轴线。在一些公开的示例中，反射镜被耦合至轴并且位于沿纵向轴线的轴向位置处。在一些公开的示例中，移动分离器包括沿纵向轴线平移轴以在第一光接收位置与第二光接收位置之间周期性地移动反射镜。在一些公开的示例中，第二光接收位置与第一光接收位置间隔开。在一些公开的示例中，反射镜用于在反射镜位于第一光接收部分时将脉冲光引导至第一多个有效刻面中的一个有效刻面。在一些公开的示例中，反射镜用于在反射镜位于第二光接收部分时将脉冲光引导至第二多个有效刻面中的一个有效刻面。
在一些公开的示例中，第一和第二多边形经由第一电机围绕中心轴线旋转，并且分离器经由第二电机与第一和第二多边形的旋转同步移地动。
在一些公开的示例中，该方法进一步包括命令第一电机使第一和第二多边形围绕中心轴线旋转。在一些公开的示例中，该方法进一步包括命令第二电机使分离器与第一和第二多边形的旋转同步地移动。
在一些公开的示例中，公开了一种包括指令的非暂态计算机可读存储介质。在一些公开的示例中，当执行指令时，使机器的一个或多个处理器命令第一电机使多重多边形的第一和第二多边形围绕多重多边形的中心轴线旋转。在一些公开的示例中，第一多边形包括第一多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形包括围绕中心轴线相对于第一多个面朝外的镜面化刻面成角度地偏移的第二多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形沿中心轴线相对于第一多边形被定位。在一些公开的示例中，第一多边形进一步包括由被第二多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第一多个面朝外的镜面化刻面的部分限定的第一多个有效刻面。在一些公开的示例中，第二多边形进一步包括由被第一多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第二多个面朝外的镜面化刻面的部分限定的第二多个有效刻面。在一些公开的示例中，第二多个有效刻面与第一多个有效刻面围绕中心轴线周向地交错。在一些公开的示例中，当指令被执行时，使得一个或多个处理器命令第二电机使分离器与第一和第二多边形的旋转同步移动，以在第一和第二多边形围绕中心轴线旋转时，将脉冲光从光源周期性地引导至周向地交错的第一和第二多个有效刻面中的交替的有效刻面。
在一些公开的示例中，分离器包括轴、第一反射镜和第二反射镜。在一些公开的示例中，轴具有纵向轴线。在一些公开的示例中，第一反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的第一轴向位置处。在一些公开的示例中，第二反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的第二轴向位置处。在一些公开的示例中，第二轴向位置与第一轴向位置间隔开。在一些公开的示例中，当该指令被执行时，使得一个或多个处理器命令第二电机使轴围绕纵向轴线旋转，以使第一和第二反射镜周期性地旋转通过光接收扇区。在一些公开的示例中，当第一反射镜旋转通过光接收扇区时，第一反射镜用于将脉冲光引导至第一多个有效刻面中的一个有效刻面。在一些公开的示例中，当第二反射镜旋转通过光接收扇区时，第二反射镜用于将脉冲光引导至第二多个有效刻面中的一个有效刻面。
在一些公开的示例中，分离器包括轴和反射镜。在一些公开的示例中，轴具有纵向轴线。在一些公开的示例中，反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的轴向位置处。在一些公开的示例中，当该指令被执行时，使得一个或多个处理器命令第二电机使轴围绕纵向轴线旋转，以沿纵向轴线平移轴从而在第一光接收位置与第二光接收位置之间周期性地移动反射镜。在一些公开的示例中，第二光接收位置与第一光接收位置间隔开。在一些公开的示例中，反射镜用于在反射镜位于第一光接收部分时将脉冲光引导至第一多个有效刻面中的一个有效刻面。在一些公开的示例中，反射镜用于在反射镜位于第二光接收部分时将脉冲光引导至第二多个有效刻面中的一个有效刻面。
在一些示例中，公开了一种设备。在一些公开的示例中，该设备包括多重多边形，该多重多边形包括第一多边形、第二多边形、和中心轴线。在一些公开的示例中，第一多边形包括第一多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形包括围绕中心轴线相对于第一多个面朝外的镜面化刻面成角度地偏移的第二多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形沿中心轴线相对于第一多边形被定位。在一些公开的示例中，多边形围绕中心轴线是可旋转的。在一些公开的示例中，第一多边形进一步包括由被第二多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第一多个面朝外的镜面化刻面的部分限定的第一多个有效刻面。在一些公开的示例中，第二多边形进一步包括由被第一多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第二多个面朝外的镜面化刻面的部分限定的第二多个有效刻面。在一些公开的示例中，第二多个有效刻面围绕中心轴线与第一多个有效刻面周向地交错。在一些公开的示例中，该设备进一步包括用于周期性引导脉冲光的装置。在一些公开的示例中，用于周期性地引导脉冲光的装置用于在多重多边形围绕中心轴线旋转时，将脉冲光从光源周期性地引导至多重多边形的周向交错的第一多个和第二多个有效刻面中的交替的有效刻面。
在一些公开的示例中，多重多边形被配置成沿第一平面将第一经反射的光脉冲彼此分离。在一些公开的示例中，当多重多边形围绕中心轴线旋转时，第一经反射的光脉冲从第一多个有效刻面中的一个有效刻面被反射。在一些公开的示例中，多重多边形进一步用于沿第二平面将第二经反射的光脉冲彼此分离。在一些公开的示例中，当多重多边形围绕中心轴线旋转时，第二经反射的光脉冲从第二多个有效刻面中的一个有效刻面被反射。在一些公开的示例中，第二平面与第一平面平行并与第一平面分离。
在一些公开的示例中，中心轴线与第一平面正交并且与第二平面正交，并且第二平面与第一平面分离。
在一些公开的示例中，用于周期性地引导脉冲光的装置包括轴、第一反射镜和第二反射镜。在一些公开的示例中，轴具有纵向轴线。在一些公开的示例中，第一反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的第一轴向位置处。在一些公开的示例中，第二反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的第二轴向位置处。在一些公开的示例中，第二轴向位置与第一轴向位置间隔开。在一些公开的示例中，轴围绕纵向轴线是可旋转的，以使第一和第二反射镜周期性地旋转通过光接收扇区。在一些公开的示例中，第一反射镜用于在第一反射镜旋转通过光接收扇区时将脉冲光引导至第一多个有效刻面中的一个有效刻面。在一些公开的示例中，第二反射镜用于在第二反射镜旋转通过光接收扇区时将脉冲光引导至第二多个有效刻面中的一个有效刻面。
在一些公开的示例中，用于周期性地引导脉冲光的装置包括轴和反射镜。在一些公开的示例中，轴具有纵向轴线。在一些公开的示例中，反射镜耦合至轴并且位于沿纵向轴线的轴向位置处。在一些公开的示例中，轴可沿纵向轴线平移以在第一光接收位置和第二光接收位置之间周期性地移动反射镜。在一些公开的示例中，第二光接收位置与第一光接收位置间隔开。在一些公开的示例中，反射镜用于在反射镜位于第一光接收部分时将脉冲光引导至多重多边形的第一多个有效刻面中的一个有效刻面。在一些公开的示例中，反射镜用于在反射镜位于第二光接收部分时将脉冲光引导至多重多边形的第二多个有效刻面中的一个有效刻面。
在一些公开的示例中，该设备进一步包括用于使多重多边形围绕中心轴线旋转的装置。在一些公开的示例中，该设备进一步包括用于使用于周期性地引导脉冲光的装置与多重多边形的旋转同步地移动的装置。
在一些公开的示例中，该设备进一步包括第一控制器，该第一控制器可操作地耦合至用于使多重多边形旋转的装置。在一些公开的示例中，第一控制器用于命令用于使多重多边形旋转的装置来旋转多重多边形。在一些公开的示例中，该设备进一步包括第二控制器，该第二控制器可操作地耦合至用于使用于周期性地引导脉冲光的装置移动的装置。在一些公开的示例中，第二控制器用于命令用于使用于周期性地引导脉冲光的装置移动的装置，以使用于周期性地引导脉冲光的装置与多重多边形的旋转同步地移动。
在一些示例中，公开了用于基于激光的扫描设备的多重多边形。在一些公开的示例中，多重多边形包括第一多边形、中心轴、和第二多边形。在一些公开的示例中，第一多边形包括第一多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形包括相对于第一多个面朝外的镜面化刻面围绕中心轴线成角度地偏移的第二多个面朝外的镜面化刻面。在一些公开的示例中，第二多边形沿中心轴线相对于第一多边形被定位。在一些公开的示例中，第一和第二多边形围绕中心轴线是可旋转的。
在一些公开的示例中，多重多边形进一步包括由被第二多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第一多个面朝外的镜面化刻面的部分限定的第一多个有效刻面，以及由被第一多个面朝外的镜面化刻面的部分重叠的第二多个面朝外的镜面化刻面的部分限定的第二多个有效刻面。在一些公开的示例中，第二多个有效刻面围绕中心轴线与第一多个有效刻面周向地交错。
在一些公开的示例中，第一和第二多边形被配置成沿第一平面将第一反射的光脉冲彼此分离。在一些公开的示例中，当第一和第二多边形围绕中心轴线旋转时，第一经反射的光脉冲从第一多个有效刻面中的一个有效刻面被反射。在一些公开的示例中，第一和第二多边形被配置成用于沿第二平面将第二经反射的光脉冲彼此分离。在一些公开的示例中，当第一和第二多边形围绕中心轴线旋转时，第二经反射的光脉冲从第二多个有效刻面中的一个有效刻面反射。在一些公开的示例中，第二平面与第一平面平行并与第一平面分离。
在一些公开的示例中，中心轴线与第一平面正交并且与第二平面正交，并且第二平面与第一平面分离。
尽管本文中已公开了某些示例方法、设备和制品，但本专利涵盖的范围并不限于此。相反，本专利涵盖落入本专利权利要求范围内的全部方法、设备和制品。
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