[发明专利]一种基于旋转多面镜的激光雷达控制系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于旋转多面镜的激光雷达控制系统及其实现方法，装置包括上位机，控制器，可编程逻辑器件，激光发射装置，激光接收装置，多面镜以及高速旋转电机；所述上位机连接所述控制器以及所述可编程逻辑器件；所述多面镜置于所述高速旋转电机表面顶部，并与所述高速旋转电机的转轴方向相平行。本发明提高了对目标物体扫描的速度，提高了点云数据的获取速度，提高了激光雷达系统的扫描精度，能广泛应用于激光雷达检测技术领域。

技术领域

本发明涉及激光雷达检测技术领域，尤其是一种基于旋转多面镜的激光雷达控制系统及其实现方法。

背景技术

从自动驾驶概念推出以来，激光雷达扫描技术就扮演着愈发重要的角色。随着社会科技的需求，目前大多数激光雷达主要用于对周围环境的探测和物体轮廓的构建以及距离的测量。在家用或商用服务机器人、AGV小车、无人机和无人驾驶等方面，激光测距技术已经得到了很好的应用，如小米公司研发的家用扫地机器人，小鹏、蔚来汽车公司研发的自动辅助驾驶系统都离不开激光雷达。自动驾驶车辆在行驶过程中需要获取周围物体的位置信息，而相对于声波测距，激光测距技术可以重构周围的环境，并且具有速度快、准确度高等优点。激光雷达是以发射激光光束探测目标的位置、速度等特征量的系统，可用于分析向目标发射和接收从目标反射的激光光束，获得目标的相关信息。因此，激光雷达经常应用于汽车的自动驾驶系统，建筑物测绘等需要获取物体准确位置或者速度的场景。现有的激光雷达通过机械旋转实现激光扫描获取被测物体的深度图像。若采用线扫描的方式，则一般通过摆动式和旋转式的扫描镜实现，扫描路径固定。

现有的激光雷达系统成本较高，结构笨重，体积大，一般需要电机带动激光发射器和接收器同时转动360°才能完成一次全向的测距，但这种扫描方式成像速度慢，不利于电机长时间转动，而长时间的转动将会导致激光雷达的寿命下降。

综上所述，如何提高激光雷达的成像速度，是目前本领域的技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于旋转多面镜的激光雷达控制系统及其实现方法，以实现提高激光雷达系统的成像速度和扫描精度。

一方面，本发明提供了一种基于旋转多面镜的激光雷达控制系统，包括上位机，控制器，可编程逻辑器件，激光发射装置，激光接收装置，多面镜以及高速旋转电机；所述上位机连接所述控制器以及所述可编程逻辑器件；所述多面镜置于所述高速旋转电机表面顶部，并与所述高速旋转电机的转轴方向相平行；

其中，所述上位机，用于输出操控命令，并将所述操控命令发送至所述控制器和所述可编程逻辑器件；

所述控制器，用于根据所述操控命令，触发相应的控制信号，并将所述控制信号发送至所述激光发射装置；

所述可编程逻辑器件，用于根据所述操控命令输出窄脉冲信号，并将所述窄脉冲信号发送至所述激光发射装置；

所述激光发射装置，用于根据所述控制器的控制信号以及所述窄脉冲信号，发射激光至所述多面镜；

所述激光接收装置，用于接收由目标物体反射回来的激光，对激光飞行时间进行采样，并将采样结果发送至所述可编程逻辑器件；

所述多面镜，用于折射激光至所述目标物体，对所述目标物体进行扫描；

所述高速旋转电机，用于根据电路中的电能，产生驱动转矩，进而旋转所述多面镜。

优选地，所述激光发射装置还包括准直镜头，激光发射器以及激光驱动控制电路；

其中，所述准直镜头，用于实现光路的准直；

所述激光发射器，用于发射高功率窄脉冲激光；

所述激光驱动控制电路，用于根据所述控制器的控制信号对所述激光发射器进行驱动。