本实用新型专利技术专利公开了一种大角度下双光路一体化扫描式激光测距传感器。该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。其中，第一接收单元接收全扫描区域的回波信号，第二接收单元只接收大角度下的回波信号。重要的是，第二接收单元中第二接收透镜接收面积是第一接收单元中接收透镜接收面积的1.1-1.5倍，而第二接收单元的回波能量阈值是第一接收单元回波能量阈值的0.6-1倍。采用双光路一体化接收系统，可以避免安装调试上的不便，且大接收面积透镜和低阈值的第二接收单元能够很好的解决宽路面边界车道区域回波信号太弱无法测得距离的问题。
【技术实现步骤摘要】
本技术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。
技术介绍
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(T0F)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。故本技术专利对申请号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。
技术实现思路
本技术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，本技术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 Aro上，第一 Aro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 Aro上，第二 Aro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。本技术有益效果如下: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。双光路一体化可以更好的接收大角度范围下的回波信号，提高边界车道区域的测距能力，实现边界区域无扫描盲区，提供更加完备的车道内车辆信息轮廓，提高交通流量调查精度、车辆长宽高测量精度和车型识别准确率。【附图说明】图1双光路一体化扫描式激光测距传感器示意图图2非大角度区域范围接收光路示意图图3大角度区域范围接收光路示意图图4双光路接收的扫描式激光测距传感器应用场景示意图图5实施例1双接收模块回波信号对比示意图【具体实施方式】下面通过【具体实施方式】结合附图对本技术作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实例1将大角度下双光路一体化扫描式激光测距传感器装在高为7500mm的L型架上，如图4所示，用于30m宽的道路车辆宽度测量。具体的是，该扫描式激光测距传感器如图1所示，包含激光发射模块(1)，接收模块(2)，扫描控制模块(3)，计时模块(4)和数据处理模块(5)。关键的是，接收模块(2)由第一接收单元(201)和第二接收单元(202)组成。第二接收单元(202)中的第二接收透镜接收面积是第一接收单元(201)中的第一接收透镜接收面积的1.5倍，且第一接收单元(201)最小能量阈值thl = 200mv，第二接收单元(202)中最小能量阈值为th2 = 150mvo其中，扫描控制模块(3)，由45。镜面(301)、驱动电机(302)和光电编码器(303)组成，三者同轴安装；驱动电机(302)带动45°镜面(301)旋转形成一个扫描平面；光电编码器(303)按0.5°分辨率等角度编码输出脉冲信号给激光发射模块(1)发射激光脉冲。当激光发射模块(1)发射激光脉冲时，触发计时模块(4)的计时起点。发射的激光脉冲经45°旋转镜面(301)反射打在车辆外轮廓上形成一个光斑。光斑区域内入射光线在车辆表面发生漫反射，在非大角度区域范围扫描测量时，如图2所示，一部分反射光线打在扫描控制模块45°镜面(301)上，经镜面反射最终汇聚到第一接收单元(201)上，并触发计时模块(4)的计时终点。第二接收单元(202)收不到反射光线。此时计时模块(4)将第一接收单元(201)的计时终点当作该扫描角度下的计时终点。在大角度范围内扫描测量时，如图3所不，一部分反射光线打在扫描控制模块(3)的45°镜面(301)上，经镜面反射最终汇聚到第一接收单元(201)上。与此同时，还有很大一部分反射光线打在第二接收单元(202)上。取二者回波能量最大的回波信号作为该扫描角度下的回波信号，并触发计时终点。最后数据处理模块(5)根据计时起点和计时终点计算出被测点距离L。通过对扫描角169°时双光路接收回波信号波形对比分析，如图5所示，第一接收单元回波信号能量小于阈本文档来自技高网...
【技术保护点】
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、计时模块、扫描控制模块和数据处理模块，其特征在于：所述的接收模块，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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张英杰，蒋难得，武宏伟，邓永强，
申请(专利权)人：武汉万集信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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