具有校正功能的激光測距裝置的制造方法
【專利摘要】一種具有校正功能的激光測距裝置，包括一本體、一第一激光光源、一第一光接收器及一校正模塊。第一激光光源設(shè)置在本體上，第一激光光源包含第一激光二極管。第一光接收器設(shè)置在本體上，第一光接收器包含第一光接收組件(如CMOS圖像感測組件)。校正模塊設(shè)置在本體上，校正模塊包含一第二激光光源及一第二光接收器，第二激光光源包含第二激光二極管，第二光接收器包含第二光接收組件(如崩潰光二極管或光二極管)。藉此，該校正模塊能校正三角量測遠(yuǎn)距離的誤差，以提升其量測精度。
【專利說明】
具有校正功能的激光測距裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型提供了一種激光測距裝置，尤其提供了一種具有校正功能的激光測距
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，激光測距法已被廣泛地應(yīng)用于距離的測量，而激光測距裝置亦成為距離測量的重要工具，而三角量測法為激光測距的已知技術(shù)。三角量測法由激光光源所射出的激光束投射在一目標(biāo)物的表面，從該目標(biāo)物的表面所反射的反射光束通過一聚光透鏡由一光接收器接收，藉由該光接收器的輸出信號，通過處理器的函式計(jì)算，即可獲得目標(biāo)物與激光光源的距離。
[0003]激光三角量測法的優(yōu)勢為速度快，每秒可達(dá)2kHz的頻率范圍。但是目前掃地機(jī)、機(jī)器人(robot)等裝置使用激光測距裝置時(shí)，因原理限制，當(dāng)應(yīng)用于遠(yuǎn)距離4m以上時(shí)，對于像素點(diǎn)的算法，要求位置精度非常得敏感，其零組件容易因溫度、應(yīng)力等變化，對遠(yuǎn)距離造成量測距離的誤差。
[0004]綜上所述，本實(shí)用新型的發(fā)明人認(rèn)為上述缺失可改善，于是潛心研究并配合理論應(yīng)用，提出了一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺失的實(shí)用新型。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種具有校正功能的激光測距裝置，可以補(bǔ)償激光測距裝置的誤差，達(dá)到三角量測自校正的目的。
[0006]為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種具有校正功能的激光測距裝置，包括:一本體;一第一激光光源，該第一激光光源設(shè)置在該本體上，該第一激光光源包含第一激光二極管;一第一光接收器，該第一光接收器設(shè)置在該本體上，該第一光接收器包含第一光接收組件；以及一校正模塊，該校正模塊設(shè)置在該本體上，該校正模塊包含一第二激光光源及一第二光接收器，該第二激光光源包含第二激光二極管，該第二光接收器包含第二光接收組件，該校正模塊用于校正量測的誤差。
[0007]為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型還提供了一種具有校正功能的激光測距裝置，包括:一本體;一第一激光光源，該第一激光光源設(shè)置在該本體上，該第一激光光源包含第一激光二極管;一第一光接收器，該第一光接收器設(shè)置在該本體上，該第一光接收器包含第一光接收組件；以及一校正模塊，該校正模塊設(shè)置在該本體上，該校正模塊包含一第二光接收器，該第二光接收器包含第二光接收組件，該校正模塊用于校正量測的誤差。
[0008]本實(shí)用新型至少具有下列的優(yōu)點(diǎn):
[0009]本實(shí)用新型激光測距裝置在其內(nèi)部增加了一個(gè)校正模塊，在開機(jī)時(shí)量測固定或動態(tài)距離位置信息，以補(bǔ)償激光測距裝置像素點(diǎn)誤差偏移，達(dá)到三角量測自校正的目的。因此，本實(shí)用新型的激光測距裝置可以解決零組件受溫度、應(yīng)力等變化造成量測精度影響的問題，對遠(yuǎn)距離也不會造成量測距離的誤差，以提升其量測精度。
[0010]為更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，可參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖。然而所附附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實(shí)用新型加以限制。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的具有校正功能的激光測距裝置的第一實(shí)施例的示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型的具有校正功能的激光測距裝置的第二實(shí)施例的示意圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型的具有校正功能的激光測距裝置的第三實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014][第一實(shí)施例]
[0015]參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種具有校正功能的激光測距裝置，其可應(yīng)用于掃地機(jī)、機(jī)器人或無人搬運(yùn)車等具有自動移動功能的裝置上。該激光測距裝置包括一本體1、一第一激光光源2、一第一光接收器3及一校正模塊4。本實(shí)施例在目前激光測距裝置的結(jié)構(gòu)中增加了一激光尺模塊，用來時(shí)時(shí)或開機(jī)時(shí)校正三角量測遠(yuǎn)距離的誤差。
[0016]該本體I的結(jié)構(gòu)并不限制，該本體I可用于承載第一激光光源2、第一光接收器3及校正模塊4。該本體I可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在掃地機(jī)、機(jī)器人或無人搬運(yùn)車等裝置上，但不限于此。
[0017]該第一激光光源2設(shè)置在本體I上。該第一激光光源2包含第一激光二極管21，也可以進(jìn)一步包含第一透鏡22。且該第一激光光源2電連接于一電路板5，亦即第一激光二極管21電連接于電路板5。電路板5可設(shè)置在本體I上，電路板5可包含處理器等電子組件，但第一激光光源2的構(gòu)造并不限制。該第一激光光源2可由電路板5進(jìn)行供電，該第一激光光源2的第一激光二極管21被驅(qū)動時(shí)可以射出激光束，并將激光束投射在一目標(biāo)物的表面。
[0018]該第一光接收器3設(shè)置在本體I上。該第一光接收器3包含第一光接收組件31，也可以進(jìn)一步包含第二透鏡32。該第一光接收組件31可為CMOS圖像感測組件(CMOS ImageSensor)等，且該第一光接收器3電連接于電路板5，亦即第一光接收組件31電連接于電路板5，但第一光接收器3的構(gòu)造并不限制。第一光接收器3的光軸L2與第一激光光源2的光軸LI呈傾斜狀，使第一光接收器3的光軸L2與第一激光光源2的光軸LI之間可形成一夾角r。從該目標(biāo)物的表面所反射的反射光束通過第二透鏡32聚光后由第一光接收器3的第一光接收組件31接收，以便藉由該第一光接收器3的輸出信號，通過處理器的函式計(jì)算，利用三角量測法即可獲得該目標(biāo)物與該激光測距裝置的距離。
[0019]該校正模塊4設(shè)置在本體I上。該校正模塊4優(yōu)選地但不限制地設(shè)置在第一激光光源2與第一光接收器3之間。該校正模塊4可包含一第二激光光源41及一第二光接收器42，以構(gòu)成一個(gè)激光尺量測模塊。該校正模塊4電連接于電路板5，亦即該校正模塊4的第二激光光源41及第二光接收器42電連接于電路板5。
[0020]該第二激光光源41設(shè)置在本體I上。該第二激光光源41包含一第二激光二極管411，也可以進(jìn)一步包含第三透鏡412。且該第二激光光源41電連接于電路板5，亦即第二激光二極管411電連接于電路板5。該第二激光光源41可由電路板5進(jìn)行供電，該第二激光光源41的第二激光二極管411被驅(qū)動時(shí)可以射出激光束，并將激光束投射在該目標(biāo)物的表面。
[0021]該第二光接收器42設(shè)置在本體I上。該第二光接收器42包含一第二光接收組件421，也可以進(jìn)一步包含第四透鏡422。該第二光接收組件421可為雪崩光二極管(AvalanchePhoto d1de，APD)或光二極管(Photo d1de，PD)等。且該第二光接收器42電連接于電路板5，亦即第二光接收組件421電連接于電路板5，但第二光接收器42的構(gòu)造并不限制。進(jìn)一步地，第二激光光源41的光軸L3及第二光接收器42的光軸L4可與第一激光光源2的光軸LI相互平行，但不限于此。校正模塊4(第二激光光源41及第二光接收器42)的前端也可進(jìn)一步凸出于第一激光光源2的前端及第一光接收器3的前端，所述的前端是指面向該目標(biāo)物的一端。
[0022]從該目標(biāo)物的表面所反射的反射光束通過第四透鏡422聚光后由第二光接收器42的第二光接收組件421接收，以便藉由該第二光接收器42的輸出信號，利用飛行時(shí)間法(Time of Flight，T0F)校正三角量測遠(yuǎn)距離的誤差。所述的飛行時(shí)間法(TOF)對于遠(yuǎn)距離的測量相當(dāng)有用。激光可具有高方向性與高亮度的特性，可以在發(fā)射激光處接收到目標(biāo)物的反射光。若所發(fā)出的激光光屬于脈沖式，則所接收到的反射光也屬于脈沖式，因此可以藉由測量發(fā)射到接收激光脈沖的時(shí)間差來計(jì)算目標(biāo)物與該激光測距裝置的距離。
[0023]本實(shí)用新型的激光測距裝置在其內(nèi)部增加了一個(gè)校正模塊4，在開機(jī)時(shí)量測固定或動態(tài)距離位置信息，以補(bǔ)償激光測距裝置像素點(diǎn)誤差偏移，達(dá)到三角量測自校正的目的。因此，本實(shí)用新型的激光測距裝置可以解決零組件受溫度、應(yīng)力等變化造成量測精度影響的問題，對遠(yuǎn)距離也不會造成量測距離的誤差，以提升其量測精度。[第二實(shí)施例]
[0024]參閱圖2，本實(shí)施例的激光測距裝置包括一本體1、一第一激光光源2、一第一光接收器3及一校正模塊4。與第一實(shí)施例的差異僅在于，本實(shí)施例的校正模塊4包含一第二光接收器42，而將第一實(shí)施例的第二激光光源41予以省略。本實(shí)施例的第二光接收器42設(shè)置在本體I上，該第二光接收器42可包含第二光接收組件421及第四透鏡422。該第二光接收組件421 可為雪崩光二極管(Avalanche Photo d1de，APD)或光二極管(Photo d1de，PD)等，且該第二光接收器42電連接于電路板5，但第二光接收器42的構(gòu)造并不限制。
[0025]該第一激光光源2的第一激光二極管21被驅(qū)動時(shí)可以射出激光束，并將激光束投射在一目標(biāo)物的表面，從該目標(biāo)物的表面所反射的反射光束通過第二透鏡32聚光后由第一光接收器3的第一光接收組件31接收，以便藉由該第一光接收器3的輸出信號，通過處理器的函式計(jì)算，利用三角量測法即可獲得目標(biāo)物與該激光測距裝置的距離。
[0026]本實(shí)施例的第二光接收器42配合第一激光光源2使用，亦即本實(shí)施例的校正模塊4使用第一激光光源2作為光源，而省略第二激光光源41。本實(shí)施例的校正模塊4可設(shè)于第一激光光源2與第一光接收器3之間，該校正模塊4靠近第一激光光源2，且校正模塊4(第二光接收器42)的前端也可與第一激光光源2的前端齊平(包含大致齊平)，但不予以限制。進(jìn)一步地，第二光接收器42的光軸L4可與第一激光光源2的光軸LI相互平行。該第一激光光源2的第一激光二極管21被驅(qū)動時(shí)，可以射出激光束，并將激光束投射在目標(biāo)物的表面，從該目標(biāo)物的表面所反射的反射光束通過第四透鏡422聚光后由第二光接收器42的第二光接收組件421接收，以便藉由該第二光接收器42的輸出信號，利用飛行時(shí)間法(TOF)校正三角量測遠(yuǎn)距離的誤差。本實(shí)施例省略第二激光光源41，可使整體構(gòu)造簡化，成本較為降低。
[0027][第三實(shí)施例]
[0028]參閱圖3，本實(shí)施例揭示該激光測距裝置應(yīng)用于掃地機(jī)6。該本體I可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在一掃地機(jī)6上，該掃地機(jī)6可設(shè)有吸塵機(jī)構(gòu)或刷輪機(jī)構(gòu)等，以便用于吸塵及掃地等操作。因該掃地機(jī)6屬于已知技術(shù)，且本實(shí)用新型并不限制掃地機(jī)6的結(jié)構(gòu)，故不予以詳述。該本體I的外緣設(shè)有一第一皮帶輪11，掃地機(jī)6上設(shè)置有一馬達(dá)61及一第二皮帶輪62，第二皮帶輪62連接于馬達(dá)61，第二皮帶輪62可被馬達(dá)61驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，且第一皮帶輪11與第二皮帶輪62之間連接一皮帶63，因此第二皮帶輪62被馬達(dá)61驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以通過皮帶63及第一皮帶輪11傳動該激光測距裝置旋轉(zhuǎn)，使該激光測距裝置可作出360度環(huán)繞掃描的動作，以達(dá)到快速掃描及測距的目的。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非意在局限本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍。因此，凡是運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所做的等效變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)，予以說明。
[0030]附圖標(biāo)記說明[0031 ] I 本體
[0032]11第一皮帶輪
[0033]2第一激光光源
[0034]21第一激光二極管
[0035]22第一透鏡
[0036]3第一光接收器
[0037]31第一光接收組件
[0038]32第二透鏡
[0039]4校正模塊
[0040]41第二激光光源[0041 ] 411第二激光二極管
[0042]412第三透鏡
[0043]42第二光接收器
[0044]421第二光接收組件
[0045]422第四透鏡
[0046]5電路板
[0047]6掃地機(jī)
[0048]61 馬達(dá)
[0049]62第二皮帶輪
[0050]63 皮帶
[0051]L1、L2、L3、L4 光軸
[0052]r 夾角。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，包括: 一本體； 一第一激光光源，該第一激光光源設(shè)置在該本體上，該第一激光光源包含第一激光二極管； 一第一光接收器，該第一光接收器設(shè)置在該本體上，該第一光接收器包含第一光接收組件；以及 一校正模塊，該校正模塊設(shè)置在該本體上，該校正模塊包含一第二激光光源及一第二光接收器，該第二激光光源包含第二激光二極管，該第二光接收器包含第二光接收組件，該校正模塊用于校正量測的誤差。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，該校正模塊設(shè)置在該第一激光光源與該第一光接收器之間，且該校正模塊的前端凸出于該第一激光光源的前端及該第一光接收器的前端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，該第一光接收組件為CMOS圖像感測組件，該第二光接收組件為雪崩光二極管或光二極管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，該第一光接收器的光軸與該第一激光光源的光軸呈傾斜狀，該第一光接收器的光軸與該第一激光光源的光軸之間形成一夾角。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，該第二激光光源的光軸及該第二光接收器的光軸與該第一激光光源的光軸相互平行。6.一種具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，包括: 一本體； 一第一激光光源，該第一激光光源設(shè)置在該本體上，該第一激光光源包含第一激光二極管； 一第一光接收器，該第一光接收器設(shè)置在該本體上，該第一光接收器包含第一光接收組件；以及 一校正模塊，該校正模塊設(shè)置在該本體上，該校正模塊包含一第二光接收器，該第二光接收器包含第二光接收組件，該校正模塊用于校正量測的誤差。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，該校正模塊設(shè)置在該第一激光光源與該第一光接收器之間，該校正模塊靠近該第一激光光源，該校正模塊的前端與該第一激光光源的前端齊平。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，該第一光接收組件為CMOS圖像感測組件，該第二光接收組件為雪崩光二極管或光二極管。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，該第一光接收器的光軸與該第一激光光源的光軸呈傾斜狀，該第一光接收器的光軸與該第一激光光源的光軸之間形成一夾角。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有校正功能的激光測距裝置，其特征在于，該第二光接收器的光軸與該第一激光光源的光軸相互平行。
【文檔編號】G01S17/48GK205484805SQ201620044791
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月18日
【發(fā)明人】董欣志
【申請人】迪伸電子股份有限公司