專利名稱：一種線掃描激光雷達傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光測距技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種線掃描激光雷達測距傳感器。
背景技術(shù)：
隨著二十世紀六十年代激光技術(shù)發(fā)明以來，激光技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于軍事、 工業(yè)、科研等諸多領(lǐng)域。由于激光具有高度相干性、單一波長、高亮度、窄發(fā)散角等許多其它 光源所不具備的特性，激光被廣泛應(yīng)用在測量領(lǐng)域，激光測距就是其中一個最簡單的應(yīng)用。 目前的激光測距儀根據(jù)用途不同，測量范圍在數(shù)米到數(shù)百公里不等，測距精度達到數(shù)毫米 到數(shù)十厘米不等。以基本的激光測距儀為原型，人們又開發(fā)出了許多衍生品，如激光掃描測 距儀，激光三維成像儀等等，多是在激光測距儀的基礎(chǔ)上加上掃描的功能，實現(xiàn)對一個線目 標或者一個面目標的多點測距，最終實現(xiàn)物體輪廓測量的目的。目前提供激光掃描測距/成像設(shè)備的公司幾乎絕大多數(shù)都是國外公司，導(dǎo)致了產(chǎn) 品售價高，缺乏技術(shù)支持，購買周期長，工程應(yīng)用成本高。國內(nèi)開展此類技術(shù)研發(fā)的還多為 大學(xué)和研究所，定位通常是針對科研和學(xué)術(shù)，而不是應(yīng)用型研究。為數(shù)不多的幾家公司，也 是以國外產(chǎn)品的二次開發(fā)為主。這主要是因為激光測距/成像技術(shù)涉及面廣，進入門檻高， 屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品。因此，研發(fā)一種激光測距/成像產(chǎn)品，基本達到目前市場上同類產(chǎn)品的技術(shù)指標， 而售價低于同類產(chǎn)品，就可以較低的價格占領(lǐng)市場，具有廣闊的市場前景。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種線掃描激光雷達傳感器，用于扇面 測距的設(shè)備和方法。本實用新型所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)，—種線掃描激光雷達傳感器，包括有激光器LD、掃描電機、三角棱鏡、接收傳感器 和微處理器，所述激光器LD和接收傳感器同電源相接，掃描電機連接掃描電機驅(qū)動，其特 征在于所述接收傳感器由接收望遠鏡、窄帶濾光片、APD(雪崩光電二極管)和前置放大器 組成，將所述窄帶濾光片、APD和前置放大器固定在安裝基座上，接收望遠鏡固定于安裝基 座的前端，用于接收激光器LD射出激光光束時形成激光脈沖產(chǎn)生的部分能量。還包括所述掃描電機上設(shè)置的120°掃描鏡，用于接收由三角棱鏡反射的激光光 束，再由120°掃描鏡發(fā)射到被測目標上。所述掃描電機在一個目標點測量完成后，自動轉(zhuǎn)換120°掃描鏡一個角度，轉(zhuǎn)換的 角度是受控的，通過軟件設(shè)定轉(zhuǎn)換的角度，分0.25°、0.5°、1°三個檔位。所述激光器LD前端設(shè)置準直鏡，用于將激光器LD中發(fā)出的激光光速經(jīng)由準直鏡 后呈直線射出。所述接收傳感器外接時間間隔測量模塊，時間間隔測量模塊上連接激光主波接收 模塊，在所述時間間隔測量模塊同接收傳感器、激光主波接收模塊分別相連接后，和微處理器之間雙向數(shù)據(jù)和指令連接。所述掃描電機驅(qū)動也同微處理器之間數(shù)據(jù)和指令傳輸連接。所述微處理器上外接輸出接口。本實用新型的原理是利用對激光傳播往返時間的測量來完成的，由激光器LD產(chǎn) 生激光光束，激光光束經(jīng)準直鏡瞄準后射向三角棱鏡，三角棱鏡將激光光束一部分發(fā)射到 激光主波接收模塊，一部分光束經(jīng)三角棱鏡反射到120°掃描鏡上，再由120°掃描鏡發(fā)射 到被測目標，遇到目標后，激光脈沖的部分能量從目標返回到接收望遠鏡上，由窄帶濾波片 過濾掉雜散光，經(jīng)過APD、前置放大器進行放大整形，由時間間隔測量模塊分別記下接收激 光主波時間與目標反射回到接收望遠鏡的時間間隔，通過公式得出目標距離。其中光速為C，從發(fā)射信號和回波的時間間隔t，則目標距離L為
. Ct =本實用新型的有益效果是通過一個120°掃描鏡、掃描電機、掃描電機驅(qū)動，由微 處理器控制的掃描電機在一個目標點測量完成后，自動轉(zhuǎn)換120°掃描鏡一個角度(參見 圖2)，其中轉(zhuǎn)換的角度是受控的，可以通過軟件設(shè)定轉(zhuǎn)換的角度，分0.25°、0.5°、1°三 個檔位，由微處理器控制每次激光光束發(fā)射，每完成一個目標測量，微處理器給出信號讓掃 描電機旋轉(zhuǎn)一個角度，再測量一個目標，以此類推，整個角度掃描完成后，可以得出一組的 測量數(shù)據(jù)結(jié)果，完成更加精確地目標測量。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型掃描角度示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體實施例和圖示，進一步闡述本實用新型。如圖1所示，一種線掃描激光雷達傳感器1，包括有激光器LD11、掃描電機12、三角 棱鏡13、接收傳感器14和微處理器15，將激光器LDll和接收傳感器14同電源16連接，掃 描電機12連接掃描電機驅(qū)動121，還包括掃描電機12上安裝的120°掃描鏡122，用于接 收由三角棱鏡13反射的激光光束，再由120°掃描鏡122發(fā)射到被測目標上。當掃描電機 12在一個目標點測量完成后，自動轉(zhuǎn)換120°掃描鏡122 —個角度，轉(zhuǎn)換的角度是受控的， 通過軟件設(shè)定轉(zhuǎn)換的角度，分0.25°、0.5°、1°三個檔位。其中接收傳感器14由接收望遠鏡141、窄帶濾光片142、APD143和前置放大器144 組成，將窄帶濾光片142、APD143和前置放大器144固定在安裝基座145上，接收望遠鏡141 固定于安裝基座145的前端，用于接收激光器LDll射出激光光束時形成激光脈沖產(chǎn)生的部 分能量。接收傳感器14外接時間間隔測量模塊17，時間間隔測量模塊17上連接激光主波 接收模塊18，在時間間隔測量模塊17同接收傳感器14、激光主波接收模塊18分別相連接 后，和微處理器15之間雙向數(shù)據(jù)和指令連接，同時微處理器15和掃描電機驅(qū)動121之間也 數(shù)據(jù)和指令傳輸連接，并在微處理器15上外接輸出接口 151
4[0023]激光器LD11前端還安裝準直鏡111，用于將激光器LD11中發(fā)出的激光光速經(jīng)由準 直鏡111后呈直線射出，射向三角棱鏡13，三角棱鏡13將激光光束一部分發(fā)射到激光主波 接收模塊18，一部分光束經(jīng)三角棱鏡13反射到120°掃描鏡122上，再由120°掃描鏡122 發(fā)射到被測目標，遇到目標后，激光脈沖的部分能量從目標返回到接收望遠鏡141上，由窄 帶濾波片142過濾掉雜散光，經(jīng)過APD143、前置放大器144進行放大整形，由時間間隔測量 模塊17分別記下接收激光主波時間與目標反射回到接收望遠鏡的時間間隔，通過公式得 出目標距離。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型 要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種線掃描激光雷達傳感器，包括有激光器LD、掃描電機、三角棱鏡、接收傳感器和微處理器，所述激光器LD和接收傳感器同電源相接，掃描電機連接掃描電機驅(qū)動，其特征在于所述接收傳感器由接收望遠鏡、窄帶濾光片、APD和前置放大器組成，將所述窄帶濾光片、APD和前置放大器固定在安裝基座上，接收望遠鏡固定于安裝基座的前端，還包括所述掃描電機上設(shè)置的120°掃描鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述線掃描激光雷達傳感器，其特征在于所述激光器LD前端設(shè)置 準直鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述線掃描激光雷達傳感器，其特征在于所述接收傳感器外接時 間間隔測量模塊，時間間隔測量模塊上連接激光主波接收模塊，在所述時間間隔測量模塊 同接收傳感器、激光主波接收模塊分別相連接后，和微處理器之間雙向數(shù)據(jù)和指令連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述線掃描激光雷達傳感器，其特征在于所述掃描電機驅(qū)動也同 微處理器之間數(shù)據(jù)和指令傳輸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述線掃描激光雷達傳感器，其特征在于所述微處理器上外接輸 出接口。專利摘要一種線掃描激光雷達傳感器，包括有激光器LD、掃描電機、三角棱鏡、接收傳感器和微處理器，所述激光器LD和接收傳感器同電源相接，掃描電機連接掃描電機驅(qū)動，所述接收傳感器由接收望遠鏡、窄帶濾光片、APD和前置放大器組成，將所述窄帶濾光片、APD和前置放大器固定在安裝基座上，接收望遠鏡固定于安裝基座的前端，還包括所述掃描電機上設(shè)置的120°掃描鏡。由激光器LD產(chǎn)生激光光束，經(jīng)準直鏡瞄準后射向三角棱鏡，三角棱鏡將激光光束一部分發(fā)射到激光主波接收模塊，一部分光束經(jīng)三角棱鏡反射到120°掃描鏡上，再由120°掃描鏡發(fā)射到被測目標，遇到目標后，激光脈沖的部分能量從目標返回到接收望遠鏡上，由窄帶濾波片過濾掉雜散光，經(jīng)過APD、前置放大器進行放大整形，由時間間隔測量模塊分別記下接收激光主波時間與目標反射回到接收望遠鏡的時間間隔，通過公式得出目標距離。
文檔編號G01S17/08GK201749191SQ20102025982
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者楊華西 申請人:合肥市強科達科技開發(fā)有限公司