[实用新型]一种大角度下双光路一体化扫描式激光测距传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光应用技术和智能交通领域。具体涉及一种大角度下双光路一体化扫描式激光测距传感器，可用于交通领域的流量调查、车辆长宽高测量和车型识别等。

背景技术

近年来，激光技术作为高新技术之一，发展神速，已经在各行各业中得到广泛的应用，比较常见的有探测、医疗、加工、检测、工农业、航天、军事等领域，极大的改善了人们的生产和生活。

由于激光的单色性和方向性强等特点，激光在测距方面大显身手，同时也催生了一系列的激光测距仪器，比如激光测距仪和扫描式激光测距传感器等。

激光测距仪和扫描式激光测距仪其本质还是基于飞行时间理论(TOF)的，通过发射一束激光打到被测物体表面，经反射由光电元件接收，通过激光发射到反射之间的时间差计算出探测物体的距离的。扫描式激光测距仪是激光测距仪的升级版，只是在其基础上增加了一个旋转或可发生位移的光电部件或机械结构件，从而达到扫描式的测量。

正因为扫描式激光测距仪的高频率，高分辨率，高精度的测量优势，被逐步应用于智能交通领域的交通流量调查，车辆长宽高测量和车型识别中。扫描式激光测距技术的引入很好的克服了交通领域传统的视频检测技术对光照依赖性强、磁感线圈安装维护难、超声波测量精度差等缺点，实现交通领域的全天候，非接触式，高精度检测。

与此同时，随着扫描式激光测距技术在交通领域的应用的深入，也暴露出了诸多问题。其中，比较突出的问题是在宽路面下边界车道车辆部分区域扫描不到。深入分析边界车道部分区域扫描不到的问题发现，由于边界区域回波信号太弱，无法达到扫描式激光测距传感器能量最小阈值，而存在扫描盲区。

因此，亟需一种能够解决边界车道大角度下存在扫描盲区的扫描式激光测距传感器，实现整个宽路面零扫描盲区扫描，得到全面的路面车辆轮廓信息，为精确交通流量调查、车辆长宽高测量和车型识别扫清障碍。

就目前文献和专利等公开的技术来看，申请号201420413244.8提出在不同角度采用多个接收器件的方案具有很好的启发作用，但在一个扫描平面内布设多达1-11个接收器件，既浪费又不好设计光路，此外多个接收器件其安装相对麻烦，调试起来较复杂。

故本实用新型专利对申请号201420413244.8专利提出改进，采用双光路一体化接收系统，大角度采用大面积透镜接收低阈值处理，可以避免安装麻烦，调试复杂的问题，且双光路选择性处理大角度下回波信号，能够更好的解决大角度下回波信号较弱导致测量存在盲区的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大角度下双光路一体化扫描式激光测距传感器，避免多接收系统下安装和调试麻烦，同时解决大角度下宽路面边界车道区域存在扫描盲区的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种大角度下双光路一体化扫描式激光测距传感器，包含发射模块、接收模块、扫描控制模块、计时模块和数据处理模块。

关键的是，接收模块，由两个接收单元组成，第一接收单元与发射模块，扫描控制模块三者同轴安装，用于接收全扫描区域的回波信号，第二接收单元在扫描平面150°至180°范围正上方与同轴线垂直安装，只接收大角度范围内的回波信号。

其中，扫描平面扫描角度范围在0-180度，150-180度为大角度范围区域。

其中，第一接收单元包含第一接收透镜和第一雪崩光电二极管APD，第一APD安装在第一接收透镜焦点上，且第一接收透镜用于将回波光线汇聚到第一APD上，第一APD用于将光信号转换为电信号。

其中，第二接收单元，包含第二接收透镜和第二雪崩光电二极管APD，第二APD安装在第二接收透镜焦点上，且第二接收透镜用于将回波光线汇聚到第二APD上，第二APD用于将光信号转换为电信号。

其中，第二接接收单元中第二接收透镜接收面积是第一接收单元中第一接收透镜接收面积的1.1-1.5倍。

优选的是，第二接收单元的最小能量阈值是第一接收单元的最小能量阈值的0.6-1倍。

本实用新型有益效果如下：

在宽路面应用场景下，边界车道区域对应大角度扫描区域。当进入大角度扫描区时，第一接收单元和第二接收单元都能接收到被测物表面漫反射回来的光线。由于第二接收单元接收面积大于第一接收单元接收面积，进入第二单元的回波能量要高于第一接收单元的能量，且第二接收单元最小能量阈值低于第一接收单元能量阈值，回波能量更容易达到的第二接收单元的阈值限，从而测得被测物到测量点的距离。