[发明专利]一种光学扫描传感器在审
申请号: | 201610894340.2 | 申请日: | 2016-10-13 |
公开(公告)号: | CN107942337A | 公开(公告)日: | 2018-04-20 |
发明(设计)人: | 李毅 | 申请(专利权)人: | 北京飞思迈尔光电科技有限公司 |
主分类号: | G01S17/08 | 分类号: | G01S17/08;G01S7/481 |
代理公司: | 上海集信知识产权代理有限公司31254 | 代理人: | 洪玲 |
地址: | 100036 北京市*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 光学 扫描 传感器 | ||
技术领域
本发明涉及一种光学扫描传感器。
背景技术
测距型光学扫描传感器(一般称之为测距型激光雷达,Lidar)需要以固定的扫描频率(例如25Hz)完成对使用环境的一个或多个特定空间截面(平面截面或锥面截面)上的距离测量。
目前大多数的光学扫描传感器都无法做到360°扫描,限定了其在全景扫描中的应用。另外,有效提高光学扫描传感器在低安装高度条件下的探测能力对于某些应用场景也很重要。例如对高出铁路钢轨轨面的异物进行探测时,需要尽可能降低光学扫描传感器的安装高度,以便发现所有高出轨面特定高度的目标。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能够实现360°扫描的光学扫描传感器,从而提高激光雷达的可用性。通过在光偏转单元外围安装透光片,可以实现360°全景扫描。
本发明的另一目的在于提供一种光学扫描传感器,通过在光偏转单元外围安装透光片,提高透过光的光功率密度,在发射光透过透光片后的扫描范围内提高实际有效量程,提高低安装高度条件下的探测能力。
基于上述目的,本发明提供一种光学扫描传感器,包括:
光发射单元(10-2),发出发射光;
光接收单元(10-1),接收由目标区域反射的光;
光偏转单元,将发射光偏转并引向目标区域以及将目标区域反射的光偏转并引向光接收单元;
旋转驱动单元(1-1),驱动光偏转单元旋转;
角度编码器,记录光偏转单元角度信息;
防护罩(12);
其特征在于:还包括至少一个透光片(3),所述透光片(3)透过发射光及目标区域反射的光,厚度一致,沿周向安装于光偏转单元外围和防护罩(12)之间,其内外表面均为柱面或均为锥面,水平截面为扇环或圆环,所述扇环或圆环的圆心位于光偏转单元的旋转轴上;所述光偏转单元的旋转轴与光发射单元(10-2)的光轴、光接收单元(10-1)的光轴重合。
本发明中,“扇环”是圆环被扇形截得的一部分。
本发明中,“柱面”指圆柱的侧面,或圆柱侧面的一部分。“圆柱侧面的一部分”指圆柱的侧面经垂直于圆柱底面的平面截得的侧面部分。
本发明中,“锥面”是指圆台的侧面,或圆台侧面的一部分。“圆台侧面的一部分”指圆台的侧面经垂直于圆台底面的平面截得的侧面部分。
本发明中,“圆台”指圆锥经一个平行于底面的平面截得的底面与截面之间的部分。
本发明中,“周向”指圆周方向。
优选地,所述光发射单元(10-2)采用发射透镜组或发射透镜;所述光接收单元(10-1)采用接收透镜组或接收透镜。
优选地,所述光发射单元(10-2)和光接收单元(10-1)为收发同轴光学系统。
优选地,所述光偏转单元包括反射镜(6)和反射镜支撑结构(5)。
优选地,所述旋转驱动单元(1-1)通过带动反射镜支撑结构(5)从而带动反射镜(6)旋转。
所述旋转驱动单元可以为任何形式的动力供给装置,优选为电机,更优选地,为轴式电机或者中空电机。
优选地,所述透光片(3)包括两个侧立面(7),所述侧立面与光偏转单元的旋转轴共平面。本发明中,“共平面”指侧立面所在平面与光偏转单元的旋转轴所在平面是同一个平面。
优选地,所述透光片的至少一个侧立面表面排布有电缆线(18)。
优选地,所述电缆线为径向排布。
所述径向是指其水平延长线指向光偏转单元的旋转轴。
优选地,所述电缆线厚度不超过0.5毫米,优选地,不超过0.2毫米。
所述电缆线包括旋转驱动单元的电源线,或角度编码器的通信线,或旋转驱动单元的电源线和角度编码器的通信线。
优选地,两个或两个以上所述透光片以光偏转单元的旋转轴为中心轴拼接成有至少一个缝隙的中空圆柱形或中空圆台形的透光片组,所述缝隙由两个相对的侧立面构成、宽度不超过0.5毫米,优选地,宽度不超过0.2毫米。更优选地,所述缝隙宽度与电缆线厚度相同
优选地,所述透光片(3)为有一个缝隙的中空圆柱或中空圆台,所述缝隙由两个相对的侧立面(7)构成、宽度不超过0.5毫米,优选地,宽度不超过0.2毫米。更优选地,所述缝隙宽度与电缆线厚度相同。
优选地,所述透光片(3)为部分圆柱或部分圆台,所述部分圆柱或部分圆台指中空圆柱或中空圆台经垂直于底面的平面截得的一部分。
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