本實用新型涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別公開一種正多面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測方式，一般由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理等部分組成，用激光器作為發(fā)射光源。激光探測及測距系統(tǒng)的英文為LiDAR(Light Detection and Ranging)，另外也稱Laser Radar或LADAR(Laser Detection and Ranging)。

激光測距(laser distance measuring)是以激光器作為光源進(jìn)行測距。目前，常用的方法主要有飛行時間測距法、結(jié)構(gòu)光測距法，而結(jié)構(gòu)光測距法主要是激光三角測距法、斑塊光測距法。

飛行時間測距法，英文是Time of flight，簡寫為TOF。所謂飛行時間法3D成像，是通過給目標(biāo)連續(xù)發(fā)送光脈沖，然后用傳感器接收從物體返回的光，通過探測光脈沖的飛行(往返)時間來得到目標(biāo)物距離。飛行時間測距法具有測量角度非常廣的優(yōu)點，適合長距離測量。但是，存在如下缺點：1、因測量物體距離近時反射時間差很小，TOF方法在近距離測量時誤差很大。2、TOF方法只能單點測量，而且雙方最好是都是靜止的，否則誤差嚴(yán)重。3、TOF方法必需結(jié)合掃描方式才能測量多角度的距離，但是由于掃描需要時間，所以誤差較為嚴(yán)重，測量有速度物體時的誤差又更嚴(yán)重。

激光三角法位移測量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被測物體表面，然后從另一角度對物體表面上的激光光斑進(jìn)行成像，物體表面激光照射點的位置高度不同，所接受散射或反射光線的角度也不同，用CCD光電探測器測出光斑像的位置，就可以計算出主光線的角度，從而計算出物體表面激光照射點的位置高度。當(dāng)物體沿激光線方向發(fā)生移動時，測量結(jié)果就將發(fā)生改變，從而實現(xiàn)用激光測量物體的位移。激光三角測距法原理簡單，適合短距離的測量。但是，存在如下缺點：1、遠(yuǎn)距離得到的精度很低；2、光點感測一樣非常容易被干擾；3、光源與照相機(jī)距離要夠遠(yuǎn)才能得到適當(dāng)?shù)木龋率巩a(chǎn)品的空間體積很大，難以小型化；4、要得到整個空間信息，計算量很大。

Prime Sense公司對斑塊光測距法進(jìn)行相應(yīng)的研究。根據(jù)Prime Sense公司的專利記載，Kinect獲取深度圖像的原理主要是運用了光編碼(light coding)技術(shù)，組成系統(tǒng)成像的核心部件有三個：激光發(fā)射器、不均勻透明介質(zhì)、CMOS感光器件；其結(jié)構(gòu)圖紙及其原理詳見美國專利US7433024B2、中國專利CN10496032B等。

激光雷達(dá)應(yīng)用于汽車無人駕駛領(lǐng)域也得到了一定的深度研究?，F(xiàn)有技術(shù)中，運用于無人駕駛汽車的激光雷達(dá)模塊都是由一組360°掃描的激光加上接收光模塊(內(nèi)含64個雪崩二極體組成)；其測距的方法是利用時間差TOF(Time of fly)方法，來得到空間的距離信息。目前，最有名的激光雷達(dá)廠商是威力登(Velodyne LiDAR)，其LiDAR(Light Detection And Ranging)技術(shù)已應(yīng)用于Google和百度無人駕駛汽車。一般設(shè)置在汽車的頂部，一個形似花盆的組成部分就是“激光雷達(dá)”，它的作用相當(dāng)于無人駕駛汽車的“眼睛”，能夠幫助無人車實現(xiàn)環(huán)境識別、自動避障和路徑規(guī)劃等功能。在2015年年末展出的百度無人駕駛汽車上使用的激光雷達(dá)，價值約70萬人民幣，其產(chǎn)品的立體結(jié)構(gòu)大致如附圖1。

威力登公司的激光雷達(dá)很適合行車方面用途，但是在其它的應(yīng)用方面仍有一些缺點：

1、掃描式的測距，在遇到高速移動的物體會產(chǎn)生很大的誤差；

2、雖然環(huán)景是360°，但是上下只有28°的測量，很大區(qū)域為盲區(qū)；

3、從雪崩二極體得到的點云信息量巨大，計算上很復(fù)雜，很容易判斷錯誤。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種正多面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，其在正多面體底座的各個面上安裝調(diào)制激光模組和感測模組，其直接由各個面?zhèn)蓽y的資訊數(shù)據(jù)相互拼接即可獲得三維空間內(nèi)的全部資訊數(shù)據(jù)，不需要掃描即可偵測全視角的空間資訊。

本實用新型提供一種正多面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，包括：

正多面體底座，呈正多面體形狀，其中，正多面體的面數(shù)為N；

調(diào)制激光模組，用于投射激光，設(shè)于正多面體的各個面上，包括激光源和光調(diào)制器；以及

感測模組，用于感測激光投射到物體上反射回來的激光信號或者感測激光照射物體時的影像資訊，設(shè)于正多面體的各個面上。

采用在正多面體底座上設(shè)置多個調(diào)制激光模組和感測模組的結(jié)構(gòu)，正多面體每個面上的調(diào)制激光模組和感測模組只需負(fù)責(zé)其相對應(yīng)的一部分空間區(qū)域的偵測，而各個面的偵測資訊拼接在一起，則獲取到了整個三維空間的全部資訊。

從數(shù)學(xué)理論上講，展開后具有連貫的平面展開圖的正多面體具有多種，有正四面體、正六面體、有正八面體、正十二面體、正二十面體等。但是，因為目前技術(shù)的感測模組中，感測模組的鏡頭偵測視角范圍有限(大于120°后畸變尤其嚴(yán)重)，致使在現(xiàn)有技術(shù)限制的情形下，具有工業(yè)實現(xiàn)可能和商業(yè)價值的技術(shù)方案為正十二面體及正二十面體，采用該兩種正多面體方可實現(xiàn)多個面的偵測資訊拼接，從而完成三維空間的偵測。

采用正多面體的結(jié)構(gòu)，其展開后具有連貫的平面展開圖多面體結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢在于工業(yè)應(yīng)用時的大批量加工，其制作的印制電路板等可以直接以平面形式加工，然后組裝成正多面體的結(jié)構(gòu)。

較佳的，所述正多面體為正十二面體，即面數(shù)N＝12，感測模組的鏡頭視角范圍不小于900°/N＝75°，調(diào)制激光模組激光投射視角范圍不小于900°/N＝75°。

較佳的，所述正多面體為正二十面體，即N＝20，感測模組的鏡頭偵測視角不小于900°/N＝45°，調(diào)制激光模組激光投射視角范圍不小于900°/N＝45°。

相對于調(diào)制激光模組主要用于投射激光而言，接收激光信號的感測模組的制作成本和精度要求則更高，一般，正多面體底座的各個面上一般采用一個激光源及一個感測模組。較佳的，正多面體底座的各個面上設(shè)有一個調(diào)制激光模組及一個感測模組。

為了縮小單個調(diào)制激光模組的激光投射視角范圍，可采用多個調(diào)制激光模組組合并將其在空間上實現(xiàn)拼接。

較佳的，正多面體底座的各個面上設(shè)有一個感測模組和多個調(diào)制激光模組；優(yōu)選的，其中，正十二面體的各個面上設(shè)置五個調(diào)制激光模組，正二十面體的各個面上設(shè)置三個調(diào)制激光模組。

進(jìn)一步優(yōu)選的，在正十二面體的正五邊形面上，五個調(diào)制激光模組設(shè)于正五邊形的頂角處，一個感測模組設(shè)于正五邊形的中心處，此時調(diào)制激光模組激光投射視角范圍不小于900°/N/5＝15°即可，五個調(diào)制激光模組拼接起來即可覆蓋其所在的面負(fù)責(zé)偵測的視角空間；相應(yīng)的，在正二十面體的正三角形面上，三個調(diào)制激光模組設(shè)于正三角形的頂角處，一個感測模組設(shè)于正三角形的中心處，此時調(diào)制激光模組激光投射視角范圍不小于900°/N/3＝15°即可，三個調(diào)制激光模組拼接起來即可覆蓋其所在的面負(fù)責(zé)偵測的視角空間。

當(dāng)正多面體激光雷達(dá)采用TOF法測距時，其更適用于遠(yuǎn)距離測量，此時，感測模組最重要的參數(shù)是感測時間差，感測模組中采用現(xiàn)有技術(shù)中的常用傳感器，為提高其對感測時間差的靈敏度，一般仍需要采用雪崩二極體或者隨著技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)的等同物。

當(dāng)正多面體激光雷達(dá)采用TOF法測距時，其發(fā)射的激光為有一定角度的點狀光，投射后即條狀光。此時，光調(diào)制器可以是將光束放大的透鏡即可。

當(dāng)正多面體激光雷達(dá)采用結(jié)構(gòu)光測距(比如激光三角測距法、斑塊光測距法)時，其更適用于近距離測量，此時，感測模組最重要的參數(shù)感測影像資訊的準(zhǔn)確度，反過來說就是影像資訊的畸變情況，感測模組可以采用激光三角測距法現(xiàn)有技術(shù)中的CCD光電探測器，或者斑塊光測距法中的CMOS感光器件。

當(dāng)正多面體激光雷達(dá)采用結(jié)構(gòu)光測距(比如激光三角測距法、斑塊光測距法)時，所述光調(diào)制器為衍射光學(xué)組件(DOE，Diffraction Optical Element)或者微型反射鏡陣列。其中，微型反射鏡陣列是由通光孔徑及浮雕深度為微米級的反射鏡組成的陣列，其具有單元尺寸小、集成度高的特點，使得它能夠完成傳統(tǒng)光學(xué)組件無法完成的功能，并能構(gòu)成許多新型的光學(xué)系統(tǒng)。

本實用新型還提供一種正多面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，包括：

正多面體底座，呈正多面體形狀，其中，正多面體的面數(shù)為N；

調(diào)制激光模組，用于投射激光，設(shè)于正多面體的(N-M)個面上，包括激光源和光調(diào)制器，其中，M為小于N的整數(shù)；以及

感測模組，用于感測激光投射到物體上反射回來的激光信號或者感測激光照射物體時的影像資訊，設(shè)于正多面體的(N-M)個面上，并且與調(diào)制激光模組匹配設(shè)置，以使正多面體底座的M個面上沒有設(shè)置調(diào)制激光模組和感測模組。

優(yōu)選的，M＝1，僅預(yù)留一個面上沒有設(shè)置調(diào)制激光模組和感測模組，用于正多面體激光雷達(dá)的整體安裝。當(dāng)M值越大，也意味著其預(yù)留的面越多，其對應(yīng)的盲區(qū)就越大，其應(yīng)用的領(lǐng)域就越受限。當(dāng)然，仍有較多應(yīng)用領(lǐng)域不需要三維空間的全部資訊，允許存在一定的盲區(qū)。

針對第一種正多面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，其從正多面體底座的任意一頂點處延伸出支撐件或者懸掛件，將正多面體激光雷達(dá)整體支撐安裝或者懸掛安裝。

針對第二種正多面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，其將正多面體底座沒有安裝調(diào)制激光模組和感測模組的一個面或者多個面，整體安裝于支撐平臺上。

上述的正多面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)特別適用于在三維空間運動物體的測距，比如無人機(jī)、機(jī)器人(機(jī)械手臂)。

本實用新型的有益效果有：

1、顛覆了傳統(tǒng)的圓柱型掃描式激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，其采用正多面體結(jié)構(gòu)各個面的空間資訊拼接獲取三維立體空間的全部資訊，不再采用往復(fù)移動“掃描”，實現(xiàn)“免掃描”，并且可以獲得720°全景空間資訊。

2、采用正多面體多個面上同一時間偵測的資訊實現(xiàn)拼接完成整個三維空間的偵測，避免掃描帶來的時間差，從而提高偵測的精度，特別適用于高速運動物體上的偵測。

3、通過正多面體的各個面實現(xiàn)不同三維空間的編碼偵測，大大減少數(shù)據(jù)運算量，避免出錯概率。

4、整體結(jié)構(gòu)簡單，無需掃描相關(guān)的結(jié)構(gòu)部件，降低激光雷達(dá)的制作成本。

下面將結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中Velodyne LiDAR廠商的激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a為本實用新型實施例1的正十二面體底座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2b為本實用新型實施例1的正十二面體底座的平面展開的示意圖。

圖3為本實用新型實施例1的正十二面體激光雷達(dá)的空間資訊拼接的示意圖。

圖4為本實用新型實施例1的正十二面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖(僅示出了一個面上設(shè)置調(diào)制激光模組和感測模組)。

圖5a為本實用新型實施例1的正十二面體激光雷達(dá)其中一個面的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5b為本實用新型實施例1的正十二面體激光雷達(dá)其中一個面的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6a為線性光投射到平面物體上產(chǎn)生的影像示意圖。

圖6b為線性光投射到曲面物體上產(chǎn)生的影像示意圖。

圖7a為斑塊結(jié)構(gòu)光的示意圖。

圖7b為斑塊結(jié)構(gòu)光投射到曲面物體(人臉)上產(chǎn)生的影像示意圖。

圖8a為本實用新型實施例2的正二十面體底座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8b為本實用新型實施例2的正二十面體底座的平面展開的示意圖。

圖9為本實用新型實施例2的正二十面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)的示意圖(僅示出了一個面上設(shè)置調(diào)制激光模組和感測模組)。

圖10a為本實用新型實施例2的正二十面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)調(diào)制激光模組的側(cè)視示意圖。

圖10b為本實用新型實施例2的正二十面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)感測模組的側(cè)視示意圖。

圖11a為感測模組鏡頭視角在75°時獲得的結(jié)構(gòu)光影像畸變情況的示意圖。

圖11b為感測模組鏡頭視角在120°時獲得的結(jié)構(gòu)光影像畸變情況的示意圖。

圖12a為正十二面面體激光雷達(dá)的一種安裝方法的示意圖。

圖12b為正十二面面體激光雷達(dá)的又一種安裝方法的示意圖。

圖中，1-正多面體底座，2-調(diào)制激光模組，3-感測模組；21-激光源，22-光調(diào)制器。

具體實施方式

通過下面給出的本實用新型的具體實施例可以進(jìn)一步清楚地了解本實用新型，但它們不是對本實用新型的限定。具體實施例中沒有詳細(xì)敘述的部分是采用現(xiàn)有技術(shù)、公知技術(shù)手段和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)獲得的。

實施例1

請結(jié)合參看附圖2a、2b至5，本實用新型的正十二面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，包括：

正十二面體底座1，呈正十二面體形狀，其中，正十二面體的面數(shù)為N＝12，其展開后具有連貫的平面展開圖；

調(diào)制激光模組2，用于投射激光，設(shè)于正十二面體的各個面上，包括激光源21和光調(diào)制器22；以及

感測模組3，用于感測激光投射到物體上反射回來的激光信號或者感測激光照射物體時的影像資訊，設(shè)于正十二面體的各個面上。

本實施例中，正十二面體的每一個面上采用一個感測模組和五個調(diào)制激光模組的配合結(jié)構(gòu)，對應(yīng)的，感測模組的鏡頭視角不小于900°/12＝75°，每個面上的全部調(diào)制激光模組的結(jié)構(gòu)光視角不小于900°/12＝75°，分配到具體每個調(diào)制激光模組的結(jié)構(gòu)光視角不小于75°/5＝15°。

五個調(diào)制激光模組設(shè)于各個面五邊形的頂角處，一個感測模組設(shè)于各個面五邊形的中心處；調(diào)制激光模組以傾斜15°的角度擺放，5個調(diào)制激光模組拼接后則剛好覆蓋此一個面相應(yīng)的75°的三維空間。

采用在正多面體底座各個面上設(shè)置調(diào)制激光模組和感測模組的結(jié)構(gòu)，正多面體每個面上的調(diào)制激光模組和感測模組只需負(fù)責(zé)其相對應(yīng)的一部分空間區(qū)域的偵測，而各個面的偵測資訊拼接在一起，則獲取到了整個三維空間的全部資訊。

當(dāng)正多面體激光雷達(dá)采用結(jié)構(gòu)光測距(比如激光三角測距法、斑塊光測距法)時，其更適用于近距離測量，此時，感測模組最重要的參數(shù)感測影像資訊的準(zhǔn)確度，反過來說就是影像資訊的畸變情況，感測模組可以采用激光三角測距法現(xiàn)有技術(shù)中的CCD光電探測器，或者斑塊光測距法中的CMOS感光器件。

激光從激光器發(fā)出，經(jīng)過柱面透鏡后匯聚成寬度很窄的光帶，稱為結(jié)構(gòu)光。該光平面以一定角度入射在工件上，在工件上產(chǎn)生反射和散射。生成結(jié)構(gòu)光的設(shè)備可以是將光點、光縫、光柵、格網(wǎng)或斑紋投影到被測物體上的某種投影設(shè)備或儀器，也可以是生成激光束的激光器。

在結(jié)構(gòu)光方面的選擇方面，請結(jié)合參看附圖6a和6b，傳統(tǒng)的線性光對于某一方向可以量出偏移量、測出距離，但是對于另一軸向則有困難；請再結(jié)合參看附圖7a和7b，而采用斑塊結(jié)構(gòu)光則會比較理想。

本實施例直接采用斑塊結(jié)構(gòu)光，這個斑塊可以由亮暗不同的幾何形狀組成。對應(yīng)的，其光調(diào)制器采用衍射光學(xué)組件(DOE，Diffraction Optical Element)或者微型反射鏡陣列。其中，微型反射鏡陣列是由通光孔徑及浮雕深度為微米級的透鏡組成的陣列，它不僅具有傳統(tǒng)透鏡的聚焦、成像等基本功能，而且具有單元尺寸小、集成度高的特點，使得它能夠完成傳統(tǒng)光學(xué)組件無法完成的功能，并能構(gòu)成許多新型的光學(xué)系統(tǒng)，比如德儀科技有限公司(納斯達(dá)克代碼：TXN)推出的DLP芯片組和模塊。

當(dāng)然，本實施例的激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于TOF法測距。

請結(jié)合參考附圖12a，上述正十二面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)的安裝方法，就是其從正十二面體底座的任意一頂點處延伸出支撐件或者懸掛件，將正十二面體激光雷達(dá)整體支撐安裝或者懸掛安裝。此時，正十二面體激光雷達(dá)可以獲取整個三維空間的全部資訊，不存在任何死角和盲區(qū)。

作為本實施例的變形，在正十二面體底座1的一個面上不再設(shè)置調(diào)制激光模組2和感測模組3，而是留出來用于與安裝平臺進(jìn)行平面安裝。請結(jié)合參考附圖12b，此種變形的正十二面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)的安裝方法，將正十二面體底座沒有安裝調(diào)制激光模組和感測模組的那一個面，整體安裝于支撐平臺上。此時，正十二面體激光雷達(dá)存在安裝面這個空間角度的盲區(qū)，即有該對應(yīng)面的空間資訊無法獲取。但是，在特定的應(yīng)用中并不會產(chǎn)生太大的影響，比如在行車過程中的測距，其與地面接觸的視角空間的測距則相對不那么重要。

當(dāng)然的，沒有設(shè)置調(diào)制激光模組和感測模組的面也可以預(yù)留多個，也可以將該預(yù)留的面用于正多面體激光雷達(dá)的整體安裝。當(dāng)預(yù)留的面越多時，其對應(yīng)的盲區(qū)就越大，其應(yīng)用的領(lǐng)域就越受限。當(dāng)然，仍有較多應(yīng)用領(lǐng)域不需要三維空間的全部資訊，允許存在一定的盲區(qū)。

實施例2

請結(jié)合參看附圖8至10a、10b，本實施例的正二十面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，包括：

正二十面體底座1，呈正二十面體形狀，其中，正多面體的面數(shù)為N＝20，其展開后具有連貫的平面展開圖；

調(diào)制激光模組2，用于投射激光，設(shè)于正二十面體的各個面上，包括激光源21和光調(diào)制器22；以及

感測模組3，用于感測激光投射到物體上反射回來的激光信號或者感測激光照射物體時的影像資訊，設(shè)于正二十面體的各個面上。

本實施例中，正二十面體的每一個面上采用一個感測模組和一個調(diào)制激光模組的配合結(jié)構(gòu)，對應(yīng)的，感測模組的鏡頭視角不小于900°/N＝45°，調(diào)制激光模組結(jié)構(gòu)光視角不小于900°/N＝45°。

采用在正多面體底座每個面上設(shè)置調(diào)制激光模組和感測模組的結(jié)構(gòu)，正多面體每個面上的調(diào)制激光模組和感測模組只需負(fù)責(zé)其相對應(yīng)的一部分空間區(qū)域的偵測，而各個面的偵測資訊拼接在一起，則獲取到了整個三維空間的全部資訊。

當(dāng)正多面體激光雷達(dá)采用TOF法測距時，其更適用于遠(yuǎn)距離測量，此時，感測模組最重要的參數(shù)是感測時間差，感測模組中采用現(xiàn)有技術(shù)中的常用傳感器，為提高其對感測時間差的靈敏度，一般仍需要采用雪崩二極體或者等同物。

當(dāng)正多面體激光雷達(dá)采用TOF法測距時，其發(fā)射的激光為有一定角度的點狀光，投射后即條狀光。本實施例直接采用擴(kuò)大的激光束，對應(yīng)的，其采用的光調(diào)制器就只是一片將光束放大的透鏡。

在本實施例的激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)之下，激光測距的原理仍然是現(xiàn)有技術(shù)中的TOF(Time of fly)飛行時間測距法。所謂飛行時間法3D成像，是通過給目標(biāo)連續(xù)發(fā)送光脈沖，然后用傳感器接收從物體返回的光，通過探測光脈沖的飛行(往返)時間來得到目標(biāo)物距離。

當(dāng)然，本實施例的激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于采用結(jié)構(gòu)光測距(比如激光三角測距法、斑塊光測距法)。

對應(yīng)的，上述正二十面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)的安裝方法，就是其從正二十面體底座的任意一頂點處延伸出支撐件或者懸掛件，將正二十面體激光雷達(dá)整體支撐安裝或者懸掛安裝。此時，正二十面體激光雷達(dá)可以獲取整個三維空間的全部資訊，不存在任何死角和盲區(qū)。

作為本實施例的變形，在正二十面體底座1的一個面上不再設(shè)置調(diào)制激光模組2和感測模組3，而是留出來用于與安裝平臺進(jìn)行平面安裝。對應(yīng)的，此種變形的正二十面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)的安裝方法，將正多面體底座沒有安裝調(diào)制激光模組和感測模組的一個面，整體安裝于支撐平臺上。此時，正二十面體激光雷達(dá)存在安裝面這個空間角度的盲區(qū)，即有對應(yīng)的45°的空間資訊無法獲取。但是，在特定的應(yīng)用中并不會產(chǎn)生太大的影響，比如在行車過程中的測距，其與地面接觸的視角空間的測距則相對不那么重要。

當(dāng)然的，沒有設(shè)置調(diào)制激光模組和感測模組的面也可以預(yù)留多個，也可以將該預(yù)留的面用于正多面體激光雷達(dá)的整體安裝。當(dāng)預(yù)留的面越多時，其對應(yīng)的盲區(qū)就越大，其應(yīng)用的領(lǐng)域就越受限。當(dāng)然，仍有較多應(yīng)用領(lǐng)域不需要三維空間的全部資訊，允許存在一定的盲區(qū)。

本實用新型的正多面體激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)具有如下特點：

1、顛覆了傳統(tǒng)的圓柱型掃描式激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)，其采用正多面體結(jié)構(gòu)各個面的空間資訊拼接獲取三維立體空間的全部資訊，不再采用往復(fù)移動“掃描”，實現(xiàn)“免掃描”，并且可以獲得720°全景空間資訊。

2、采用正多面體多個面上同一時間偵測的資訊實現(xiàn)拼接完成整個三維空間的偵測，避免掃描帶來的時間差，從而提高偵測的精度，特別適用于高速運動物體上的偵測。

3、通過正多面體的各個面實現(xiàn)不同三維空間的編碼偵測，大大減少數(shù)據(jù)運算量，避免出錯概率。

4、整體結(jié)構(gòu)簡單，無需掃描相關(guān)的結(jié)構(gòu)部件，降低激光雷達(dá)的制作成本。

對于正多面體結(jié)構(gòu)的選擇方面，從數(shù)學(xué)理論上來說，正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體是可行的，展開后都具有連貫的平面展開圖。但是，采用正四面體、正六面體、正八面體時，其各個面對應(yīng)視角的角度過大，比如正四面體的每個面的視角不小于225°，正六面體的每個面的視角不小于150°，現(xiàn)有的感測模組獲得影像會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的畸變，難以完成全部三維空間的資訊的拼接。因此，正十二面體、正二十面體才是工業(yè)上和商業(yè)上最可能的利用方法。

本實用新型中，正多面體各個面的資訊，需要空間拼接方可完成整個三維空間的資訊，而其中一個主要的問題是感測模組得到的影像最好不要有畸變現(xiàn)象的發(fā)生。如圖11a、11b分別示出了感測模組鏡頭視角在75°時、120°時獲得的結(jié)構(gòu)光影像畸變情況的示意圖。采用正十二面體的照相機(jī)角度只要75°就可以完成全空間拼接；75°視角的感測模組照相機(jī)的畸變量可以控制的很小，因此極為適當(dāng)；同樣的，采用正二十面體的感測模組照相機(jī)角度只要45°就可以完成全空間拼接，效果也很理想。正四面體或正六面體對應(yīng)的各個面視角的角度會到達(dá)120°以上，此時感測模組照相機(jī)的畸變難以控制。

以上所揭露的僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。