一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，用于探測(cè)多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離，包括：發(fā)射光源；接收裝置，該接收裝置具有光電傳感器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；信號(hào)處理單元，基于飛行時(shí)間法計(jì)算多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離；光電編碼盤(pán)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，軸承，滑環(huán)及電路板。本申請(qǐng)采用LED作為光源發(fā)射出具有小發(fā)散角的光束，避免了現(xiàn)有技術(shù)中使用多個(gè)激光光源所造成的互相干擾。傳感器采用陣列傳感器，在水平和對(duì)垂直方向?qū)Χ鄠€(gè)位置進(jìn)行掃描，得到360度視場(chǎng)范圍的多線掃描三維點(diǎn)云距離數(shù)據(jù)。在工作過(guò)程中，發(fā)射光源與接收裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】
一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及光學(xué)測(cè)距領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)掃描測(cè)距裝置是一種使用準(zhǔn)直光束，通過(guò)三角測(cè)量、飛行時(shí)間(Time ofFlight，簡(jiǎn)稱為T0F)等方法進(jìn)行非接觸式掃描測(cè)距的設(shè)備。目前，通常的飛行時(shí)間光學(xué)掃描測(cè)距裝置包括:光發(fā)射模塊、光學(xué)鏡頭、接收并處理信號(hào)的芯片、電機(jī)、軸承及導(dǎo)電滑環(huán)。光發(fā)射模塊發(fā)出單個(gè)光束，光學(xué)鏡頭位于光發(fā)射模塊的光路上，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直的光束發(fā)射到被測(cè)物體表面，遇到障礙物后光束被反射到接收芯片上，接收芯片通過(guò)測(cè)量發(fā)射到接收之間的時(shí)間、相位差、已知光速，即可求出被測(cè)物體到裝置的距離。這類裝置將用于測(cè)距的光發(fā)射模塊、光學(xué)透鏡、光接收模塊等部件安裝在一可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直光束的掃描，通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)可以得到一周360度的環(huán)境距離信號(hào)。該常見(jiàn)的光學(xué)掃描測(cè)距裝置在每個(gè)角度只能得到單點(diǎn)的距離信息。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，CN101688774A公開(kāi)了一種高精確度激光雷達(dá)系統(tǒng)，該激光雷達(dá)系統(tǒng)采用64個(gè)激光二極管作為探測(cè)光發(fā)射光源，構(gòu)成64線激光雷達(dá)。上述現(xiàn)有技術(shù)中的多線激光雷達(dá)系統(tǒng)，由64個(gè)單獨(dú)測(cè)距系統(tǒng)(激光光源/探測(cè)器對(duì))組成，且單獨(dú)的激光光源/探測(cè)器都需要設(shè)置固定的角度，制作復(fù)雜。然而，當(dāng)使用多個(gè)激光作為探測(cè)光源時(shí)，在探測(cè)過(guò)程中優(yōu)選(參見(jiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)說(shuō)明書(shū)第6頁(yè))一次只發(fā)射幾個(gè)激光或者只發(fā)射一個(gè)激光，所有激光同時(shí)發(fā)射探測(cè)光會(huì)產(chǎn)生色度亮度干擾，或當(dāng)激光束遭遇返回的激光光束發(fā)生眩目，而一次只發(fā)射幾個(gè)激光降低了在同一個(gè)角度所探測(cè)的效率。另外，所述64個(gè)激光二極管只是對(duì)同一垂直方向上的64個(gè)角度進(jìn)行距離探測(cè)，在激光雷達(dá)所處的同一角度，不能在水平方向上擴(kuò)展。在激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)到的同一角度，其中的一個(gè)激光只能對(duì)一點(diǎn)進(jìn)行掃描探測(cè)，而不能對(duì)具有一定面積的區(qū)域進(jìn)行探測(cè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，采用發(fā)光二極管(Light Emitting D1de，簡(jiǎn)稱LED)作為光源，發(fā)出小發(fā)散角的紅外探測(cè)光束;另外，通過(guò)使用由多個(gè)獨(dú)立工作的傳感器所構(gòu)成的光電傳感器作為接收裝置的一部分。
[0005]一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，用于探測(cè)多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離，包括:
[0006]發(fā)射光源，固定于旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)部，通過(guò)調(diào)制信號(hào)的調(diào)制發(fā)射出紅外探測(cè)光；
[0007]接收裝置，固定于旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)部，具有光電傳感器，該光電傳感器接收由被測(cè)物體反射的紅外探測(cè)光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；
[0008]信號(hào)處理單元，與光電傳感器連接，基于飛行時(shí)間法計(jì)算多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離；
[0009]光電編碼盤(pán)，用于確定旋轉(zhuǎn)殼體的角度位置；
[0010]驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得旋轉(zhuǎn)殼體相對(duì)于基座不斷旋轉(zhuǎn)；
[0011]軸承及滑環(huán)，所述滑環(huán)位于旋轉(zhuǎn)殼體底部中心軸處；電路板與發(fā)射光源及接收裝置連接。
[0012]其中，所述發(fā)射光源為L(zhǎng)ED光源，所述光電傳感器為包含多個(gè)獨(dú)立工作傳感器的陣列光電傳感器，所述多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置根據(jù)方位角度及其對(duì)應(yīng)的距離信息，得到360度水平視角、并且在垂直方向多線掃描的距離點(diǎn)云圖。
[0013]在其中的一實(shí)施例，LED光源的個(gè)數(shù)為一個(gè)或者多個(gè)，同時(shí)發(fā)出紅外探測(cè)光，每個(gè)LED光源的發(fā)射光路上設(shè)置有發(fā)射光會(huì)聚透鏡，發(fā)射光會(huì)聚透鏡將由LED光源直接發(fā)出的發(fā)散光線會(huì)聚。在光電傳感器的接收光的光路上，設(shè)置有接收光會(huì)聚透鏡。
[0014]在其中的一實(shí)施例，LED光源在接收裝置周圍均勻布置。
[0015]在其中的一實(shí)施例，光電傳感器為由N行M列個(gè)傳感器所組成的一塊陣列傳感器，在多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置旋轉(zhuǎn)到的每個(gè)探測(cè)角度，對(duì)探測(cè)區(qū)域在水平方向上的N個(gè)不同位置、及在垂直方向上的M個(gè)不同位置進(jìn)行距離探測(cè)。
[0016]在其中的一實(shí)施例，在多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置旋轉(zhuǎn)到的每個(gè)探測(cè)角度，所述光電傳感器中的N行M列個(gè)傳感器各自分別獨(dú)立探測(cè)距離。
[0017]在其中的一實(shí)施例，發(fā)射光會(huì)聚透鏡為TIR透鏡。
[0018]在其中的一實(shí)施例，接收光會(huì)聚透鏡為兩片前后設(shè)置的凸透鏡。
[0019]在其中的一實(shí)施例，光電傳感器為CXD傳感器或者為CMOS傳感器。
[0020]在其中的一實(shí)施例，滑環(huán)由無(wú)線供電裝置和無(wú)線通信裝置代替。
[0021]在其中的一實(shí)施例，探測(cè)裝置用于行走機(jī)器人、掃地機(jī)器人、無(wú)人機(jī)，或其他智能機(jī)器移動(dòng)設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的多線掃描探測(cè)。
[0022]本申請(qǐng)所涉及的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，通過(guò)采用LED作為光源，避免了現(xiàn)有技術(shù)中使用激光光源所造成的互相干擾，發(fā)射出的LED探測(cè)光為具有一定橫截面積的小發(fā)散角度光束，工作時(shí)對(duì)環(huán)境中的區(qū)域進(jìn)行面探測(cè)，提高探測(cè)裝置在旋轉(zhuǎn)到的每個(gè)角度的距離探測(cè)范圍。多線掃描所需的發(fā)射光源為同一個(gè)(多個(gè)發(fā)射光源是為了增加光強(qiáng)，互相在測(cè)距上沒(méi)有區(qū)分)，并不需要每個(gè)垂直方向上的掃描，都需要各自固定角度設(shè)置的多個(gè)單獨(dú)光源。所述傳感器為具有多個(gè)獨(dú)立工作傳感器組成的陣列傳感器，不僅能夠?qū)呙杼綔y(cè)裝置位于同一角度在垂直方向上進(jìn)行多線掃描，同時(shí)也能在水平方向上的多個(gè)位置進(jìn)行掃描，從而得到360度視場(chǎng)范圍的多線掃描三維點(diǎn)云距離數(shù)據(jù)。
[0023]本申請(qǐng)中的多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，在工作過(guò)程中，發(fā)射光源與接收裝置為一組，而不需要現(xiàn)有技術(shù)中的多線激光雷達(dá)需要多個(gè)單獨(dú)的激光光源/探測(cè)器對(duì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，避免了多個(gè)測(cè)距系統(tǒng)間的干擾。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本申請(qǐng)其中一實(shí)施例多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置的示意圖。
[0025]圖2是本申請(qǐng)其中一實(shí)施例多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置的光路示意圖。
[0026]圖3是本申請(qǐng)其中一實(shí)施例多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)方法的步驟流程圖。
[0027]圖4是本申請(qǐng)其中一實(shí)施例多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置陣列傳感器示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本申請(qǐng)涉及一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)360度范圍內(nèi)的多線掃描，得到三維點(diǎn)云距離信息。如附圖1-2所示，其中多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置包括:
[0029]發(fā)射光源，固定于旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)部，通過(guò)調(diào)制信號(hào)的調(diào)制發(fā)射出紅外探測(cè)光，旋轉(zhuǎn)殼體上具有透光孔，通過(guò)透光孔，該紅外探測(cè)光在空間中傳播，遇到被測(cè)物體被反射；
[0030]接收裝置，固定于旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)部，具有光電傳感器，該光電傳感器接收由被測(cè)物體反射的紅外探測(cè)光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；
[0031]信號(hào)處理單元，與光電傳感器連接，通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換的電信號(hào)，基于飛行時(shí)間法計(jì)算多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離；
[0032]光電編碼盤(pán)，固定設(shè)置于基座上或者旋轉(zhuǎn)殼體底部，用于確定旋轉(zhuǎn)殼體的角度位置；
[0033]驅(qū)動(dòng)電機(jī)，固定于基座下方，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得旋轉(zhuǎn)殼體不斷旋轉(zhuǎn)，并且可以控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)殼體的轉(zhuǎn)速;在可選的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定于基座內(nèi)。
[0034]軸承及滑環(huán)，其中滑環(huán)位于旋轉(zhuǎn)殼體底部中心軸處，滑環(huán)的一端與旋轉(zhuǎn)探測(cè)部分內(nèi)部的電路板連接，另一端與外部設(shè)備連接，例如與外部供電、數(shù)據(jù)傳輸及控制電路板連接;軸承，位于旋轉(zhuǎn)殼體部分底部的旋轉(zhuǎn)中心軸處，軸承的外圈與基座固定連接，內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)探測(cè)部分固定連接。電路板與發(fā)射光源及接收裝置連接。
[0035]在多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置工作時(shí)，以360度不斷旋轉(zhuǎn)，用于測(cè)量多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離，如附圖3所示，多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置包括如下方法:
[0036]發(fā)射光源，通過(guò)調(diào)制信號(hào)的調(diào)制發(fā)射出紅外探測(cè)光，調(diào)制信號(hào)的波形可以為矩形波，或者正弦波，在優(yōu)選的實(shí)施例中為周期性的調(diào)制信號(hào)，且調(diào)制信號(hào)的周期根據(jù)具體應(yīng)用的需要選擇控制。LED發(fā)出的紅外探測(cè)光通過(guò)旋轉(zhuǎn)殼體上的透光孔射向外部所需探測(cè)的環(huán)境中，紅外探測(cè)光在空間中傳播，遇到被測(cè)物體或者障礙物被反射;同時(shí)，通過(guò)光電編碼盤(pán)，記錄多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置的探測(cè)方位角度。
[0037]接收裝置，其具有光電傳感器單元，該光電傳感器接收由被測(cè)物體反射的紅外探測(cè)光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在光電傳感器的接收光的光路上，設(shè)置有接收光會(huì)聚透鏡，將被障礙物等發(fā)射回來(lái)的紅外探測(cè)光會(huì)聚到光電傳感器上。在優(yōu)選的實(shí)施例中，接收光會(huì)聚透鏡為兩片前后設(shè)置的凸透鏡。
[0038]信號(hào)處理單元，通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換的電信號(hào)，通過(guò)對(duì)比發(fā)射出的紅外探測(cè)光與被反射的紅外探測(cè)光的相位差，基于飛行時(shí)間法計(jì)算多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離。其中，相位差的計(jì)算基于四步相移法。
[0039]控制所述多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置不斷旋轉(zhuǎn)，記錄每個(gè)旋轉(zhuǎn)方位角度，并計(jì)算在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中每一個(gè)方位角度所對(duì)應(yīng)的距離信息；
[0040]其中，發(fā)射光源為L(zhǎng)ED光源，在空間中傳播的紅外探測(cè)光為具有一定橫截面積的小發(fā)散角的光束，光電傳感器為包含多個(gè)獨(dú)立工作傳感器的陣列光電傳感器，其中陣列傳感器中的每個(gè)獨(dú)立傳感器都能各自探測(cè)反射的紅外探測(cè)光，并且結(jié)合信號(hào)處理單元，能夠各自單獨(dú)得到探測(cè)距離。所述多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置根據(jù)方位角度及其對(duì)應(yīng)的距離信息，得至IJ360度水平視角、并且在垂直方向能夠探測(cè)多個(gè)不同位置的多線掃描的距離三維點(diǎn)云圖。[0041 ]在其中的一實(shí)施例，LED光源的個(gè)數(shù)為一個(gè)或者多個(gè)，LED光源個(gè)數(shù)的選擇原則為，根據(jù)探測(cè)不同的探測(cè)距離，需要不同的紅外探測(cè)光能量，例如探測(cè)幾十米的距離，需要4個(gè)或者6個(gè)或者更多的LED光源，而當(dāng)只需要測(cè)試幾米的距離時(shí)，一個(gè)LED光源是能夠滿足探測(cè)需求的。多個(gè)LED在工作時(shí)同時(shí)發(fā)出紅外探測(cè)光，由于LED光源的發(fā)散特性，不會(huì)產(chǎn)生互相的干擾。
[0042]在其中的一實(shí)施例，為了將LED直接發(fā)出的發(fā)散光會(huì)聚，以具有小發(fā)散角的狀態(tài)發(fā)射出。所述每個(gè)LED光源的發(fā)射光路上設(shè)置有發(fā)射光會(huì)聚透鏡，發(fā)射光會(huì)聚透鏡將由LED光源直接發(fā)出的發(fā)散光線會(huì)聚。該發(fā)射光會(huì)聚透鏡為凸透鏡，或者為全內(nèi)反射(TotalInternal Reflect1n，簡(jiǎn)稱TIR)透鏡。通過(guò)設(shè)置發(fā)射光會(huì)聚透鏡，控制在空間中傳播探測(cè)光束的發(fā)散角，發(fā)散角的控制根據(jù)所需探測(cè)區(qū)域的需要選擇設(shè)置，例如在優(yōu)先探測(cè)位于近距離的被測(cè)物體時(shí)，所述在空間中傳播的紅外探測(cè)光發(fā)散角控制為較大發(fā)散角，例如20度，當(dāng)需要探測(cè)遠(yuǎn)距離的被測(cè)物體時(shí)，需要通過(guò)發(fā)射光會(huì)聚透鏡將發(fā)散角控制在例如I度、2度、或3度。
[0043]在其中的一實(shí)施例，多個(gè)LED光源在接收裝置周圍均勻布置，例如以接收傳感器為對(duì)稱中心點(diǎn)，多個(gè)LED以三角形、矩形、圓形、多邊形等均勻布置，當(dāng)為兩個(gè)LED時(shí)在傳感器兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置。
[0044]在其中的一實(shí)施例，由于旋轉(zhuǎn)殼體的不斷旋轉(zhuǎn)，對(duì)滑環(huán)造成損耗，導(dǎo)致探測(cè)裝置壽命縮短。為了提高探測(cè)裝置的使用壽命，滑環(huán)由無(wú)線供電裝置和無(wú)線通信裝置代替。例如，在基座設(shè)置第一耦合線圈，在旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)設(shè)置第二耦合線圈，對(duì)第一耦合線圈通電，通過(guò)耦合作用，第二線圈產(chǎn)生電能，為旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)元件供電。另外，例如在基座設(shè)置第一無(wú)線通信裝置，在旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)設(shè)置第二無(wú)線通信裝置，數(shù)據(jù)通信通過(guò)所述第一、第二無(wú)線通信裝置傳輸。所述無(wú)線通信裝置具體為現(xiàn)有已知的方式，例如光通信模塊、藍(lán)牙模塊、W1-Fi模塊、NRF24L01模塊等方式。
[0045]光電傳感器為由N行M列個(gè)傳感器所組成的一塊陣列傳感器，如附圖4所示，該陣列傳感器為由設(shè)置于同一平面內(nèi)的N*M個(gè)獨(dú)立傳感器所組成。每個(gè)獨(dú)立傳感器都能獨(dú)立探測(cè)紅外探測(cè)光，并結(jié)合信號(hào)處理單元得到獨(dú)立的距離信息。在多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置工作時(shí)，在多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置旋轉(zhuǎn)到的每個(gè)探測(cè)角度，對(duì)探測(cè)區(qū)域在水平方向上的N個(gè)不同位置、及在垂直方向上的M個(gè)不同位置進(jìn)行距離探測(cè)，得到N*M個(gè)距離信息。在其中的一實(shí)施例中，該陣列傳感器為由8*8個(gè)獨(dú)立傳感器所構(gòu)成。光電傳感器為CCD傳感器或者為CMOS傳感器。
[0046]在多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置旋轉(zhuǎn)到的兩個(gè)相鄰探測(cè)角度，對(duì)同一探測(cè)區(qū)域有重疊的距離探測(cè)信息，也可以對(duì)同一探測(cè)區(qū)域沒(méi)有重疊的距離探測(cè)信息。在旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置工作時(shí)，該裝置旋轉(zhuǎn)到的每一個(gè)角度，LED光源發(fā)出的探測(cè)光對(duì)具有一定面積的區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，陣列傳感器對(duì)于該裝置旋轉(zhuǎn)到的每一個(gè)角度，傳感器所探測(cè)到的距離范圍在水平方向上是具有一夾角的。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置工作時(shí)，水平方向上的探測(cè)夾角與LED光源的發(fā)散角角度在數(shù)值上相等。因此，在探測(cè)裝置旋轉(zhuǎn)到的兩個(gè)相鄰的探測(cè)角度，通過(guò)控制傳感器的探測(cè)間隔，對(duì)同一探測(cè)區(qū)域有重疊的距離探測(cè)信息，也可以對(duì)同一探測(cè)區(qū)域沒(méi)有重疊的距離探測(cè)信息。
[0047]根據(jù)具體探測(cè)的需要，通過(guò)改變發(fā)射光源調(diào)制信號(hào)的調(diào)制頻率，改變多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置的距離探測(cè)范圍。
[0048]在該小型紅外探測(cè)與測(cè)量裝置工作時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)探測(cè)部分不斷旋轉(zhuǎn)，為了準(zhǔn)確確定所探測(cè)到的距離數(shù)據(jù)是在哪個(gè)具體角度方位，確定旋轉(zhuǎn)探測(cè)部分相對(duì)于基座的旋轉(zhuǎn)位置，在該小型紅外探測(cè)與測(cè)量裝置的基座上或者旋轉(zhuǎn)殼體底部設(shè)置有光電編碼盤(pán)。該光電編碼盤(pán)以旋轉(zhuǎn)探測(cè)部分的旋轉(zhuǎn)中心軸為中心，均勻固定設(shè)置。該光電編碼盤(pán)由間距相同的、以圓周形狀設(shè)置的凸起組成，所述凸起為具有一定高度和寬度的矩形凸起，其中的一個(gè)凸起與其余的凸起具有不同的寬度。
[0049]探測(cè)裝置用于行走機(jī)器人、掃地機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等智能機(jī)器移動(dòng)設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的多線掃描探測(cè)。通過(guò)得到的距離信息，以同時(shí)定位及畫(huà)圖算法，重新構(gòu)建周圍環(huán)境的地圖，確定只能移動(dòng)設(shè)備在地圖中的位置，自主規(guī)劃移動(dòng)路徑及自主移動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，用于探測(cè)多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離，其特征在于，包括: 發(fā)射光源，固定于旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)部，通過(guò)調(diào)制信號(hào)的調(diào)制發(fā)射出紅外探測(cè)光； 接收裝置，固定于旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)部，具有光電傳感器，該光電傳感器接收由被測(cè)物體反射的紅外探測(cè)光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 信號(hào)處理單元，與光電傳感器連接，基于飛行時(shí)間法計(jì)算多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置與被測(cè)物體之間的距離； 光電編碼盤(pán)，用于確定旋轉(zhuǎn)殼體的角度位置； 驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)殼體相對(duì)于基座不斷旋轉(zhuǎn)； 軸承及滑環(huán)，所述滑環(huán)位于旋轉(zhuǎn)殼體底部中心軸處；電路板，所述電路板與發(fā)射光源及接收裝置連接； 其中，所述發(fā)射光源為L(zhǎng)ED光源，所述光電傳感器為包含多個(gè)獨(dú)立工作傳感器的陣列光電傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，所述LED光源的個(gè)數(shù)為一個(gè)或者多個(gè)，同時(shí)發(fā)出紅外探測(cè)光，所述每個(gè)LED光源的發(fā)射光路上設(shè)置有發(fā)射光會(huì)聚透鏡，所述發(fā)射光會(huì)聚透鏡將由LED光源直接發(fā)出的發(fā)散光線會(huì)聚。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，所述發(fā)射光會(huì)聚透鏡為TIR透鏡。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，在光電傳感器的接收光的光路上，設(shè)置有接收光會(huì)聚透鏡。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，所述接收光會(huì)聚透鏡為兩片前后設(shè)置的凸透鏡。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，所述光電傳感器為由N行M列個(gè)傳感器所組成的一塊陣列傳感器，在多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置旋轉(zhuǎn)到的每個(gè)探測(cè)角度，對(duì)探測(cè)區(qū)域在水平方向上的N個(gè)不同位置、及在垂直方向上的M個(gè)不同位置進(jìn)行距離探測(cè)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，在多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置旋轉(zhuǎn)到的每個(gè)探測(cè)角度，所述光電傳感器中的N行M列個(gè)傳感器各自分別獨(dú)立探測(cè)距離。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，所述光電傳感器為CXD傳感器或者為CMOS傳感器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，所述滑環(huán)由無(wú)線供電裝置和無(wú)線通信裝置代替。10.根據(jù)權(quán)利要求1-3、6-9之一所述的一種多線旋轉(zhuǎn)掃描探測(cè)裝置，其特征在于，所述探測(cè)裝置用于行走機(jī)器人、掃地機(jī)器人、無(wú)人機(jī)或其他智能機(jī)器移動(dòng)設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的多線掃描探測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01S7/491GK205643711SQ201620438891
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】鄭凱, 王瑞, 李 遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】北醒（北京）光子科技有限公司