一種單線掃描式激光雷達的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種單線掃描式激光雷達，包括控制電路、電機、計時器、反光鏡、輔助光發射器、激光發射器、調制器、檢光器、檔位器和對外接口。本發明運行穩定，探測測量周邊障礙物距離廣，探測的角度精度高，能準確測得周圍的障礙物距離和角度，能夠為使用者在2D環境建模和3D環境建模提供有效可靠的數據；本發明成本低，使用方便，安全可靠，可以用于軍事、汽車、機器人和航海等領域，也能為雷達制造業提高經濟收益，提高與國外激光雷達抗衡的能力。
【專利說明】
一種單線掃描式激光雷達
技術領域
[0001]本發明主要涉及光電探測領域，具體涉及一種單線掃描式激光雷達。
【背景技術】
[0002]激光雷達關鍵是技術一直被歐美國家壟斷，價格昂貴，我國研制激光雷達起步較晚，技術尚不成熟。而激光雷達在軍事、汽車、機器人和航海等領域的需求量日漸增多。因此，自主研發一種精度高，安全可靠，使用范圍廣，成本較低的激光雷達顯得尤為關鍵。
【發明內容】
[0003]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，降低激光雷達生產成本，提供一種一種單線掃描式激光雷達。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:包括控制電路、電機、計時器、反光鏡、輔助光發射器、激光發射器、調制器、檢光器、檔位器和對外接口 ；所述電機的輸出軸與檢光器、反光鏡機械連接，電機帶動反光鏡和檢光器一起轉動，反光鏡呈45°傾斜設置，反光鏡設置在調制器的入射光路上，輔助光發射器發出的輔助光信號、激光發射器發射的激光信號入射到調制器上;所述控制電路通過電機接口與電機相連，控制電路可以設置電機的轉速、從電機接口讀取電機的實際轉速;控制電路通過計時器接口與計時器相連，控制電路可以控制計時器的開始和停止、讀取計時器的時間數值;控制電路與激光發射器電氣相連，控制電路控制激光發射器，使能向外發送激光脈沖;控制電路與與輔助光發射器電氣連接，控制電路控制輔助光發射器電，使能向外發送輔助光脈沖;控制電路與檢光器電氣連接，控制電路接收檢光器判斷是否接收到調制光的電平信號;控制電路與檔位控制器電氣相連，控制電路接收檔位器的編碼指令;控制電路與對外接口電氣相連，對其輸送時間信號和角度信號。
[0005]所述的一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:所述電機由控制電路設定旋轉頻率f，旋轉頻率f的范圍是0.5HZ-1000ΗΖ
所述的一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:所述反光鏡的鏡面表面設有涂層，可以有效提高光反射率，將絕大部分調制光束水平反射到外界。
[0006]所述的一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:所述激光發射器發射出的是非可見的紅外激光。
[0007]所述的一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:所述調制器將輔助光發射器發出的輔助光束和激光發射器發出的激光光束混合調制成為調制光束。
[0008]本發明的有益效果在于:
本發明為能準確測得周圍的障礙物距離和角度，能夠為使用者在2D環境建模和3D環境建模提供有效可靠的數據;單線式掃描成本低，使用方便，安全可靠，可以用于軍事、汽車、機器人和航海等領域;本發明也能為雷達制造業提高經濟收益，提高與國外激光雷達抗衡的能力。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的不意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，一種單線掃描式激光雷達，包括控制電路1、電機2、計時器3、反光鏡4、輔助光發射器5、激光發射器6、調制器7、檢光器8、檔位器9和對外接口 10;電機的輸出軸與檢光器、反光鏡機械連接，電機帶動反光鏡和檢光器一起轉動，反光鏡呈45°傾斜設置，反光鏡設置在調制器的入射光路上，輔助光發射器發出的輔助光信號、激光發射器發射的激光信號入射到調制器上;控制電路通過電機接口與電機相連，控制電路可以設置電機的轉速、從電機接口讀取電機的實際轉速;控制電路通過計時器接口與計時器相連，控制電路可以控制計時器的開始和停止、讀取計時器的時間數值;控制電路與激光發射器電氣相連，控制電路控制激光發射器，使能向外發送激光脈沖;控制電路與與輔助光發射器電氣連接，控制電路控制輔助光發射器電，使能向外發送輔助光脈沖;控制電路與檢光器電氣連接，控制電路接收檢光器判斷是否接收到調制光的電平信號;控制電路與檔位控制器電氣相連，控制電路接收檔位器的編碼指令;控制電路與對外接口電氣相連，對其輸送時間信號和角度信號。
[0011]電機2由控制電路I設定旋轉頻率f，旋轉頻率f的范圍是0.5HZ-1000ΗΖ
反光鏡4的鏡面表面設有涂層，可以有效提高光反射率，將絕大部分調制光束水平反射到外界。
[0012]激光發射器6發射出的是非可見的紅外激光。
[0013]調制器7將輔助光發射器5發出的輔助光束和激光發射器6發出的激光光束混合調制成為調制光束。
[0014]結合附圖進一步說明其工作原理如下:
第零步，通過檔位器設置控制電路初始化設置電機旋轉頻率f (0.5HZ-1000HZ)。設定計時終結閾值。
[0015]第一步，控制電路控制激光發射器發射一束激光，控制輔助光發射器發射一束輔助光。同時計時器開始計時記為初始時刻。
[0016]第二步，發出的激光和輔助光匯聚于調制器，調制器將兩束光混合調制成為一束調制光并將調制光射向反光鏡。
[0017]第三步，反光鏡將調制光水平射向外界。當調制光遇到障礙物時，部分調制光會反射回來。當檢光器檢測到調制光時，通過接口通知控制電路，控制電路記錄計時器此時的時刻作為一個終止時刻。控制電路讀取此時電機的角度記為有效角度r。
[0018]第四步，控制電路將初始時刻與終止時刻做差得到調制光束的飛行時間t，并將有效角度r打包輸出到對外接口。使用該種激光雷達的人可以通過式(I)算出距離D，進而知道在哪方向上，多遠出處有障礙物，得出點(D，r)
D=V 光速X t/2 (I)
第五步，開始第一步。或者，當計時器計時間超出計時終結閾值時，檢光器仍沒有檢測到返回的調制光束，此時認為調制光束失蹤，開啟第一步。
【主權項】
1.一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:包括控制電路、電機、計時器、反光鏡、輔助光發射器、激光發射器、調制器、檢光器、檔位器和對外接口 ；所述電機的輸出軸與檢光器、反光鏡機械連接，電機帶動反光鏡和檢光器一起轉動，反光鏡呈45°傾斜設置，反光鏡設置在調制器的入射光路上，輔助光發射器發出的輔助光信號、激光發射器發射的激光信號入射到調制器上； 所述控制電路通過電機接口與電機相連，控制電路可以設置電機的轉速、從電機接口讀取電機的實際轉速； 控制電路通過計時器接口與計時器相連，控制電路可以控制計時器的開始和停止、讀取計時器的時間數值； 控制電路與激光發射器電氣相連，控制電路控制激光發射器，使能向外發送激光脈沖；控制電路與與輔助光發射器電氣連接，控制電路控制輔助光發射器電，使能向外發送輔助光脈沖； 控制電路與檢光器電氣連接，控制電路接收檢光器判斷是否接收到調制光的電平信號； 控制電路與檔位控制器電氣相連，控制電路接收檔位器的編碼指令； 控制電路與對外接口電氣相連，對其輸送時間信號和角度信號。2.根據權利要求1所述的一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:所述電機由控制電路設定旋轉頻率f，旋轉頻率f的范圍是0.5HZ-1OOOHZ。3.根據權利要求1所述的一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:所述反光鏡的鏡面表面設有涂層。4.根據權利要求1所述的一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:所述激光發射器發射出的是非可見的紅外激光。5.根據權利要求1所述的一種單線掃描式激光雷達，其特征在于:所述調制器將輔助光發射器發出的輔助光束和激光發射器發出的激光光束混合調制成為調制光束。
【文檔編號】G01S17/42GK106019302SQ201610443434
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】竇少校
【申請人】竇少校