[实用新型]一种远距离结构光三维测量装置

说明书

本实用新型公开了一种远距离结构光三维测量装置，其特征是，包括由计算机终端连接的结构光面阵发射端和调制信息接收端，所述结构光面阵发射端包括顺序连接的单模红外激光器、液晶散光板、半波片、第一扩束准直单元、正交偏振结构光单元、第二扩束准直单元、KDP楔形棱镜扫描器和扫描控制器，其中，KDP楔形棱镜扫描器对准待测物体，扫描控制器与计算机终端连接。这种远距离三维测量装置具有抗干扰、实时探测、装置简单、成本低、测量范围广的优点。

技术领域

本实用新型涉及结构光探测和三维场景测量技术，具体是一种远距离结构光三维测量装置。

背景技术

远距离三维测量装置可以看作是一种主动传感器，返回信息受环境干扰小，精度高，能够很容易获取物体的深度信息，目前在移动机器人传感器系统中有较多的利用远距离三维测量装置进行目标检测。作为一种综合的光探测和测量系统，远距离三维测量装置能够提供的几何图像、距离图像、速度图像都是高分辨率且辐射强度高的。起初主要应用于军事方面应用，后来在生活领域得到广泛的关注，其中在无人驾驶领域使用最为广泛。现在很多企业都在逐渐使用远距离三维测量装置的感知解决方案，已经成为了无人驾驶技术中的最基本的配置了:在3D打印里面，基于成熟的宽幅工业喷墨打印设备，通过紫外线固化的透明聚合物液滴喷射出来，然后被集成在打印头上的强紫外线灯固化，最终可以形成各种各样的几何形状，远距离三维测量装置在这里面扮演者测量、监控等角色；在智慧交通方面，远距离三维测量装置能精确地检测车道级和毫秒级的数据，这种检测是微观的，同时也是实时和准确的，可以用于信号灯控制机即时感应控制、自适应控制和绿波带控制；在海洋探索领域，海洋远距离三维测量装置作为一种先进的海洋探索与监测手段，已经成为主流。远距离三维测量装置与海洋生物相关的应用主要体现在渔业资源调查和海洋生态环境监测上。

现有技术之一：参见“严惠民,胡剑,张秀达,等.基于面阵探测器的凝视成像激光雷达[J].光电工程,2013,40(2):8-16.”，浙江大学研制了基于面阵探测器的凝视成像激光雷达系统，研究该系统在探测一些具体目标中的应用。该系统在400m的探测范围内，雷达系统的测距误差约为0.6m，相比单点探测成像雷达成像速度快、信息量大，可以快速获得目标物的距离信息。对于高度有变化的复合目标，凝视成像激光雷达系统探测的是复合目标的加权平均距离，可能受角度和探测目标影响到精度。

现有技术之二：参见“董士军.车载激光雷达系统设计与实验研究[D].南京理工大学,2017.”，该论文中设计了一个12线车载激光雷达的系统样机，采用米格FHB3901步进电机作为旋转驱动步进电机，SRH3899-12s型滑环作为供电和数据传输组件，该系统样机实现了100米范围内5HZ帧频的360度扫描成像，测距精度达5mm。测量速度和机械体积的限制是该雷达的不足。

现有技术之三：参见“http://www.robosense.cn/”深圳速腾聚创，S-LiDAR-32是速腾聚创量产的32线混合固态激光雷达系列产品，专为满足高速自动驾驶需求而设计的小型激光雷达，产品采用了中间密两边疏的激光头布局设计，垂直测角40°，最小垂直角分辨率为0.33°，让32线取得比64线拥有更优的探测效果，更加专注于车辆行驶区域的点云数据采集。该雷达采用飞行时间法(TOF)，测量的精度不高，不能很好的还原测量表面。

现有技术之四：参见“https://quanergy.com/”quanergy M8，M8是一款长距离激光雷达传感器，能够在动态情况下使用智能传感生成3D图形，具有安全性，稳定性。M8传感器设计小型化，适用于多种天气状况和光线条件下，多个激光束和飞行时间(TOF)深度感知产生用于空间感测的3D点云，测量范围广，凭借360°视野，每秒可测420,000点，具有长测量范围，但是在近距离探测效果差强人意。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种远距离结构光三维测量装置。这种装置具有抗干扰、实时探测、装置简单、成本低、测量范围广的优点。

实现本实用新型目的的技术方案是：