[发明专利]一种激光雷达扫描成像装置

说明书

本发明提供了一种激光雷达扫描成像装置，底座、电动机定子、电动机转子、发电机定子、发电机转子、稳压模块、扫描探头，其中，当所述的激光雷达扫描成像装置工作时，所述驱动模块向所述电动机定子发送驱动信号以驱动所述电动机转子相对所述电动机定子转动，所述电动机转子转动带动所述扫描探头旋转，同时，所述电动机转子带动所述发电机转子转动，所述发电机转子转动产生电能，而后经过稳压模块稳压处理后，传输至所述扫描探头处，驱动所述扫描探头上的负载工作。本发明所述的激光雷达扫描成像装置能够将电动机旋转的机械能转化回收利用，用于激光雷达探头以及其负载的工作电源，提高设备电能使用效率，且具有高度集成度。

技术领域

本发明涉及激光雷达扫描成像技术领域，具体地说，涉及一种激光雷达扫描成像装置。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较并作适当处理后，获得目标的包括距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，继而运用于对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。现有技术中，通常采用的激光雷达由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。因激光的高相干性、方向性、单色性等特性，激光雷达被广泛运用于远距离、高精度测距。

随着技术的革新和人们对扫描精度和质量不断追求，原先技术中的激光雷达只能对单一朝向的物体进行扫描，当需要对目标物体某特定角度进行扫描时则需要整体调整雷达的朝向，当需要对目标物体的多个角度进行扫描时就显得极为不便，例如在一种车载雷达中，需要对车辆两侧以及车辆后方的多个角度进行成像，现有技术下的激光雷达难以满足这样的要求。为了解决该技术问题，近几年引入了具有环形视场的多线旋转扫描激光雷达，其采用单个激光测距模组或者线性排布的多个激光测距模组与一维往复扫描机构实现俯仰方向一定角度范围内的多点探测，再采用旋转机构带动整个探测模组在水平面上旋转，以期使得将激光雷达的探测视场扩展成环形。

为了进一步扩展和完善基于上述的这种具有环形视场的激光雷达在实际探测中的效果，并且保持每一所述的激光测距模组都以匀速旋转，也即对激光雷达下部的固定端与上部旋转的激光雷达探头部分之间的数据传输和电源供电提出了更高的要求。在不断的实践中人们提出对该部分数据传输和电源供电都采用无线化的方式，其中，激光雷达下部的固定端与上部旋转的激光雷达探头部分之间的数据传输可以采用诸如wifi、蓝牙、zigbee等多种现有技术中较为成熟的无线传输方案。

另一方面，无线供电方案通常采用滑环供电或者线圈供电。然而，在长期实践中人们发现滑环供电和线圈供电的方式都存在一定的技术问题：

1)滑环也称做旋转电气接口、电气旋转关节，可用于任一要求无限制连续旋转时从固定结构到旋转结构传输电源和数据信号的电统中。然而，在长期的试验和实践中人们发现，滑环供电的方式中，滑环因高速旋转，自身极易出现磨损，寿命较短，如不及时更换则会大幅度降低扫描的供电稳定性和供电质量，因此，滑环供电的方式并不适合对可靠性要求较高的车载和安防技术领域；

2)线圈供电方式中，因其内的高频感应线圈的功率和效率都有限，且电磁兼容性较差，再加上线圈自身体积较大，因而采用线圈供电方式一方面供电的功率和效率都难以满足扫描的需要，另一方面，线圈较大的体积不利于设备的简化以及设备的整体集成度，无法被应用于精密度要求较高或者对设备体积有严格限制的技术领域。

有鉴于此，应当对现有技术下的激光雷达扫描成像设备进行改进，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种能够将电动机旋转的机械能转化回收利用，用于激光雷达探头以及其负载的工作电源，提高设备电能使用效率，且具有高度集成度的激光雷达扫描成像装置。