4。
[0037] 作為本發(fā)明的一個實現(xiàn)示例，該圖像傳感單元還可以包括紅光窄帶濾光片和濾波 電路，在接收被探測物體反射的激光束時，通過紅光窄帶濾光片濾除外界光源及自然光的 干擾，并通過濾波電路進(jìn)一步濾除傳感器感光片上接收的雜波信號。
[0038] 在本發(fā)明實施例中，該高速線陣CXD圖像傳感器與信號處理單元4配合使用能夠 實現(xiàn)系統(tǒng)整體旋轉(zhuǎn)掃描需求，其掃描頻率可以達(dá)到10Hz，掃描一周可以采集500個像素點， 即每秒進(jìn)行5000次測量。
[0039] 在步驟S104中，信號處理單元根據(jù)成像位置（X)、固定距離（s)、固定夾角（(6)和 圖像傳感單元的焦距（f)通過三角測距原理計算對應(yīng)探測方位上被探測物體的距離（d);
[0040] 在本發(fā)明實施例中，可以通過三角測距原理計算對應(yīng)探測方位上被探測物體的距 離，結(jié)合其原理示意圖3,其中，d為被探測物體c與激光器1之間的距離，f為圖像傳感單 元2的焦距，s為激光器1與圖像傳感單元2之間的固定距離，X為被探測物體c在傳感器 感光片上的成像位置，P為激光器1的發(fā)射方向與上述平面具有固定夾角；
[0041] 那么，三角形abc與三角形egb為相似三角形，根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊或高成比例 的原理可知，q = f s/X，d = q/sin(P )，因此，三角測距原理計算對應(yīng)探測方位上被探測物 體的距離（d)公式推導(dǎo)為：
[0043] 而在上述公式中X是唯一待測量的變，即求距離d轉(zhuǎn)換為求被測物體被激光照射 后在傳感器感光片上的成像紅光點值X，而該值可以由高速線陣CCD圖像傳感器在掃描探 測時所拍攝的像素點位置計算得出。
[0044] 在步驟S105中，控制電機旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)一周，并記錄在旋轉(zhuǎn)過程中生成的一個或 多個被探測物體的距離（d);
[0045] 在本發(fā)明實施例中，系統(tǒng)工作過程中，電機旋轉(zhuǎn)平臺能夠以最高IOHz的頻率平穩(wěn) 運行旋轉(zhuǎn)360度，并且，初始方位上設(shè)置的光電開關(guān)使能夠記錄旋轉(zhuǎn)掃描的初始方位，信號 處理單元可以通過光電開關(guān)記錄每次掃描到被探測物體所處的方位信息，結(jié)合一圈掃描的 點數(shù)目，則在掃描過程中，可以準(zhǔn)確的記錄下每個經(jīng)過掃描點所處的方位信息，即實現(xiàn)探測 掃描整個被測空間一周的位置信息。
[0046] 在步驟S106中，根據(jù)一個或多個被探測物體的距離（d)和初始方位生成激光雷達(dá) 掃描信息圖。
[0047] 在本發(fā)明實施例中，信號處理單元4可以根據(jù)探測旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)所有周圍的被測物 體的距離（d)以及對應(yīng)的方位信息0 =0傳遞給PC端系統(tǒng)，通過PC端系統(tǒng)生成并繪制激 光雷達(dá)掃描信息圖，也可以通過信號處理單元4生成激光雷達(dá)掃描信息，再發(fā)送給顯示設(shè) 備顯示出激光雷達(dá)掃描信息圖。
[0048] 本發(fā)明實施例基于三角測距的激光雷達(dá)能滿足360度方位掃描探測且在短距離 內(nèi)的探測精度可達(dá)毫米級，同時滿足在高掃描頻率下的目標(biāo)數(shù)據(jù)高速密集探測，利用三角 測量原理及線陣CMOS傳感器接受信號，對激光器功率要求較低，且系統(tǒng)體積小，成本較低。
[0049] 圖4a和圖4b分別示出了本發(fā)明實施例提供的激光雷達(dá)掃描探測裝置的外部結(jié)構(gòu) 和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。
[0050] 該激光雷達(dá)掃描探測裝置可以用于智能機器人的即時定位及地圖構(gòu)建系統(tǒng)中，包 括：
[0051] 激光器1，用于在信號處理單元4的控制下發(fā)射激光束掃描探測前方物體；
[0052] 圖像傳感單元2,包括一傳感器感光片21，用于接收被探測物體反射的激光束，并 確定反射的激光束在傳感器感光片21上的成像位置（X);
[0053] 電機旋轉(zhuǎn)平臺3,用于在信號處理單元4的控制下從初始方位開始水平勻速轉(zhuǎn)動 一周；
[0054] 激光器1和圖像傳感單元2固定于電機旋轉(zhuǎn)平臺3上，激光器1與圖像傳感單元 2處于同一平面且保持固定距離（s)，激光器1的發(fā)射方向與上述平面具有固定夾角（0)， 傳感器感光片21水平放置；
[0055] 信號處理單元4,用于記錄每次發(fā)射激光束掃描探測對應(yīng)的方位信息，提取成像位 置（X)，并根據(jù)成像位置（X)、固定距離（s)、固定夾角（P )和圖像傳感單元的焦距（f)通過 三角測距原理計算對應(yīng)探測方位上被探測物體的距離（d)，以及根據(jù)在旋轉(zhuǎn)過程中生成的 一個或多個被探測物體的距離（d)和對應(yīng)的方位信息生成激光雷達(dá)掃描信息圖；
[0056] 激光器1、圖像傳感單元2、電機旋轉(zhuǎn)平臺3均與信號處理單元4具有電連接關(guān)系。
[0057] 作為本發(fā)明一實施例，激光器1可以采用紅光激光器發(fā)射紅光激光束，圖像傳感 單元2可以采用高速線陣CCD圖像傳感器實現(xiàn)。
[0058] 作為本發(fā)明一實施例，參見圖5,圖像傳感單元2包括：
[0059] 傳感器感光片21，用于接收被探測物體反射的激光束；
[0060] 紅光窄帶濾光片22,用于在接收被探測物體反射的激光束時，濾除外界光源及自 然光的干擾，紅光窄帶濾光片22位于傳感器感光片21的前方。
[0061] 濾波電路23,用于進(jìn)一步濾除傳感器感光片上接收的雜波信號；
[0062] 成像位置確定模塊24,用于通過感知激光束反射到傳感器感光片上的像素點，并 根據(jù)像素點對應(yīng)的電壓信號占整個時鐘輸入信號的位置確定被探測物體在傳感器感光片 上的成像位置（X);
[0063] 傳感器感光片21、紅光窄帶濾光片22、濾波電路23均與成像位置確定模塊24具 有電連接關(guān)系。
[0064] 作為本發(fā)明又一實施例，可以在初始方位上設(shè)置一光電開關(guān)，使信號處理單元通 過光電開關(guān)記錄初始方位信息以及之后每次發(fā)射激光束掃描探測對應(yīng)的方位信息。
[0065] 該方位信息指在旋轉(zhuǎn)過程中，每發(fā)送一個探測光束時，記錄此時激光器對應(yīng)的方 位。發(fā)送第一個探測光束對應(yīng)記錄的是初始方位，發(fā)送第二個探測光束對應(yīng)記錄第二個方 位，系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)均勻掃描的，旋轉(zhuǎn)一周大概會有400個探測點，那么需要記錄n個探測點對 應(yīng)的方位信息。
[0066] 在本發(fā)明實施例中，將激光器1和圖像傳感單元2固定于電機旋轉(zhuǎn)平臺上，并將傳 感器感光片21調(diào)整至水平位置，系統(tǒng)上電啟動，信號處理單元4控制電機旋轉(zhuǎn)平臺3開始 平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，電機旋轉(zhuǎn)平臺3從設(shè)置光電開關(guān)的初始方位開始，信號處理單元4記錄該初始方 位9 = 0的位置，同時，紅光激光器1發(fā)射紅光激光束，探測該方位前方物體。
[0067] 紅光激光束經(jīng)被探測物體反射回來后被靈敏的高速線陣C⑶圖像傳感器2捕捉 到，高速線陣CCD圖像傳感器2感知激光束反射到傳感器感光片上的像素點，并根據(jù)像素點 對應(yīng)的電壓信號占整個時鐘輸入信號的位置確定被探測物體在傳感器感光片上的成像位 置（X)，如圖2所示，并將該成像位置（X)傳遞給信號處理單元4。
[0068] 在本發(fā)明實施例中，該高速線陣CCD圖像傳感器與信號處理單元4配合使用能夠 實現(xiàn)系統(tǒng)整體旋轉(zhuǎn)掃描需求，其掃描頻率可以達(dá)到10Hz，掃描一周可以采集500個像素點， 即每秒進(jìn)行5000次測量。
[0069] 然后，通過三角測距原理計算對應(yīng)探測方位上被探測物體的距離，結(jié)合其原理示 意圖3,其中，d為被探測物體c與激光器1之間的距離，f?為圖像傳感單元2的焦距，s為 激光器1與圖像傳感單元2之間的固定距離，X為被探測物體c在傳感器感光片上的成像 位置，P為激光器1的發(fā)射方向與上述平面具有固定夾角；