一种光束阵列式扫描方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光束阵列式扫描方法及装置，该扫描方法包括：控制液晶光学单元的一个像素点可以透过光线；通过光源发射单元发射一束光线照射被测物体，并产生第一电信号给控制处理单元；通过液晶光学单元接收照射被测物体反射回来的光线；通过光源接收单元接收透过液晶光学单元对应的像素点的光线，并产生第二电信号给控制处理单元；控制处理单元计算光源接收单元与被测物体之间的距离；控制液晶光学单元关闭透光的像素点，并让下一个像素点可以透过光线；循环往返扫描液晶光学单元上所有像素点，得到扫描范围内的被测物体的三维信息。本发明专利技术利用液晶可以阵列式控制不同像素点的透光性的特点，从而达到光学扫描的目的。从而达到光学扫描的目的。从而达到光学扫描的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种光束阵列式扫描方法及装置


[0001]本专利技术涉及光学雷达
，具体的说，是涉及一种光束阵列式扫描方法及装置。

技术介绍

[0002]光学雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。光学雷达的工作原理是利用探测光束往返于光学雷达和目标之间所用的飞行时间（TOF）来评估距离的大小。
[0003]现有的光学雷达需要测量物体或环境的三维信息主要采用机械旋转的方式，将激光束的传播扫描指向不同的方向，这种方案主要存在制造成本高、体积大、可靠性、分辨率有限。
[0004]而采用MEMS微振镜扫描方案，是通过控制反射镜的偏转来达到控制激光扫描，也是属于半机械类型，也有可靠性比较低和分辨力有限的问题。
[0005]而采用光学相控阵扫描方案，位于光的波长在纳米级，想要制造处理难度很大，技术还不成熟，目前还处于研究阶段，可以预见的缺点是成本高和分辨率有限。
[0006]而采用光学阵列式接收单元，也属于新研究的技术，属于半导体芯片，对其生产设备的投入很高，导致成本比较高。
[0007]以上不足，有待改进。

技术实现思路

[0008]为了克服现有的技术的不足，本专利技术提供一种光束阵列式扫描方法及装置。
[0009]本专利技术技术方案如下所述：第一方面，本专利技术提供一种光束阵列式扫描方法，包括：步骤S1：控制液晶光学单元的一个像素点可以透过光线；步骤S2：通过光源发射单元发射一束光线照射被测物体，并产生第一电信号给控制处理单元；步骤S3：通过所述液晶光学单元接收照射所述被测物体反射回来的光线；步骤S4：通过光源接收单元接收透过所述液晶光学单元对应的像素点的光线，并产生第二电信号给所述控制处理单元；步骤S5：所述控制处理单元根据接收所述第一电信号和所述第二电信号的间隔时间计算所述光源接收单元与所述被测物体之间的距离；步骤S6：控制所述液晶光学单元关闭透光的像素点，并让下一个像素点可以透过光线；步骤S7：重复步骤S2至步骤S6，循环往返扫描所述液晶光学单元上所有像素点，得到扫描范围内的所述被测物体的三维信息。
[0010]根据上述方案的本专利技术，在步骤S2中，所述控制处理单元接收所述第一电信号后，
开始计时。
[0011]进一步的，在步骤S5中，所述控制处理单元接收所述第二电信号后，停止计时，得到光线的飞行时间，并通过所述飞行时间计算所述光源接收单元与所述被测物体之间的距离。
[0012]更进一步的，扫描所述被测物体时，所述光源发射单元和所述光源接收单元均与所述被测物体之间的距离一致，且所述光源发射单元和所述光源接收单元均位于所述被测物体同一侧，所述控制处理单元通过光线的飞行速度乘以所述飞行时间再除以二，得到所述光源接收单元与所述被测物体之间的距离。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种光束阵列式扫描装置，包括光源发射单元，用于发射一束光线照射被测物体，并产生第一电信号；液晶光学单元，包括多个阵列分布的具有选择透光性的像素点，依次控制不同的所述像素点透过光线；光源接收单元，用于接收透过所述液晶光学单元对应的所述像素点的光线，并产生第二电信号；控制处理单元，所述控制处理单元分别与所述光源发射单元、所述液晶光学单元及所述光源接收单元连接，用于接收所述第一电信号和所述第二电信号，并根据接收所述第一电信号和所述第二电信号的间隔时间计算所述光源接收单元与所述被测物体之间的距离。
[0014]根据上述方案的本专利技术，所述液晶光学单元包括沿着反射光路依次平行设置的光学凹透镜、LCD投影液晶片及光学凸透镜，所述LCD投影液晶片包括多个阵列分布的具有选择透光性的像素点；照射所述被测物体反射回来的光线依次经过所述光学凹透镜、所述投影液晶片对应的像素点及所述光学凸透镜后，照射到所述光源接收单元上。
[0015]根据上述方案的本专利技术，所述控制处理单元包括计时单元，所述计时单元分别与所述光源发射单元和所述光源接收单元连接，用于接收所述第一电信号和所述第二电信号，并对接收所述第一电信号和所述第二电信号的间隔时间进行计时，得到光线的飞行时间；测距单元，所述测距单元与所述计时单元连接，用于根据所述飞行时间和光的飞行速度计算所述光源接收单元与所述被测物体之间的距离。
[0016]进一步的，所述控制处理单元还包括放大电路，所述计时单元通过所述放大电路分别与所述光源发射单元和所述光源接收单元连接，用于放大所述第一电信号和所述第二电信号。
[0017]进一步的，所述计时单元为TDC时间数字转换器。
[0018]根据上述方案的本专利技术，所述光源发射单元包括光源发射器和驱动电路，所述驱动电路用于驱动所述光源发射器发出一束光线照射被测物体。
[0019]根据上述方案的本专利技术，所述光源接收单元为光敏接收管。
[0020]根据上述方案的本专利技术，其有益效果在于：1、本专利技术利用液晶可以阵列式控制不同像素点的透光性的特点，从而达到光学扫描的目的，并通过扫描式测量不同像素点的光线飞行时间，再根据光的飞行速度，计算飞行
距离，从而获取扫描范围内的环境或则物体的三维信息；2、本专利技术没有用到任何机械部件，所以不存在机械式扫描存在的可靠性问题，同时又因液晶是现有成熟的技术，有利于其生产制造和降低成本。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术扫描被测物体的原理示意图；图3为本专利技术的结构框架图。
[0022]在图中，1、光源发射单元；2、液晶光学单元；21、光学凹透镜；22、LCD投影液晶片；23、光学凸透镜；3、光源接收单元；4、控制处理单元；5、被测物体。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0025]实施例一请参考图1、图2，本实施例提供一种光束阵列式扫描方法，可以应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域，包括以下步骤：步骤S1：控制液晶光学单元2的一个像素点可以透过光线，其余像素带点全部不可以透过光线。液晶光学单元2包括多个阵列分布的具有选择透光性的像素点，可以通过阵列式控制不同的像素点透过光线。
[0026]步骤S2：通过光源发射单元1发射一束光线照射被测物体5，并产生第一电信号给控制处理单元4。在该步骤中，控制处理单元4接收第一电信号后，开始计时。
[0027]步骤S3：通过液晶光学单元2接收照射被测物体5反射回来的光线。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光束阵列式扫描方法，其特征在于，包括：步骤S1：控制液晶光学单元的一个像素点可以透过光线；步骤S2：通过光源发射单元发射一束光线照射被测物体，并产生第一电信号给控制处理单元；步骤S3：通过所述液晶光学单元接收照射所述被测物体反射回来的光线；步骤S4：通过光源接收单元接收透过所述液晶光学单元对应的像素点的光线，并产生第二电信号给所述控制处理单元；步骤S5：所述控制处理单元根据接收所述第一电信号和所述第二电信号的间隔时间计算所述光源接收单元与所述被测物体之间的距离；步骤S6：控制所述液晶光学单元关闭透光的像素点，并让下一个像素点可以透过光线；步骤S7：重复步骤S2至步骤S6，循环往返扫描所述液晶光学单元上所有像素点，得到扫描范围内的所述被测物体的三维信息。2.根据权利要求1所述的光束阵列式扫描方法，其特征在于，在步骤S2中，所述控制处理单元接收所述第一电信号后，开始计时。3.根据权利要求2所述的光束阵列式扫描方法，其特征在于，在步骤S5中，所述控制处理单元接收所述第二电信号后，停止计时，得到光线的飞行时间，并通过所述飞行时间计算所述光源接收单元与所述被测物体之间的距离。4.根据权利要求3所述的光束阵列式扫描方法，其特征在于，扫描所述被测物体时，所述光源发射单元和所述光源接收单元均与所述被测物体之间的距离一致，且所述光源发射单元和所述光源接收单元均位于所述被测物体同一侧，所述控制处理单元通过光线的飞行速度乘以所述飞行时间再除以二，得到所述光源接收单元与所述被测物体之间的距离。5.一种光束阵列式扫描装置，其特征在于，包括光源发射单元，用于发射一束光线照射被测物体，并产生第一电信号；液晶光学单元，包括多个阵列分布的具有选择透光性的像素点，依次控制不同的所述像素点透过光线；光源接收单元，用于接收透...

【专利技术属性】
技术研发人员：石超，
申请(专利权)人：石超，
类型：发明
国别省市：