水下激光测距装置及测距系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下激光测距装置及测距系统，该水下激光测距装置包括激光器、反射台体、驱动装置、视觉传感装置和多个第一反射镜；其中，驱动装置用于驱动反射台体绕反射台体的中心轴旋转；反射台体的侧面为反射面，激光器用于将激光沿反射面的入射方向投射到反射面上，反射面的出射方向与每一第一反射镜的入射方向相对，每一第一反射镜的出射方向均用于朝向目标网状物；视觉传感装置用于朝向目标网状物并采集激光投射到目标网状物上的图像。本发明专利技术公开的水下激光测距装置可解决现有的点激光束测距方式用于柔性网状物时，测距准确率极低的技术问题。率极低的技术问题。率极低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
水下激光测距装置及测距系统


[0001]本专利技术属于测距装置
，具体涉及一种水下激光测距装置及测距系统。

技术介绍

[0002]当前，我国的渔业养殖具有从近海走向深海的发展趋势。在针对养殖网衣的维护作业过程中，需要实时获取作业机构与网衣的距离，以避免作业机构与网衣发生缠绕，保证网衣维护作业的安全顺利进行。
[0003]关于作业机构与网衣之间的测距，主要通过水下激光测距仪实现。目前普遍采用的水下激光测距仪是基于相位式激光测距原理的单点激光测距仪，其采用调制方式发射激光并通过对相位差的测量以实现测距。然而，网衣等网状物具有周期性细线与网眼结构，具有声光信号反射面积比例小的特点，即网衣的目标平面是周期性中空的，水下激光测距仪发出的点激光束可能穿过网眼的中空区域而未能获取反射信号，从而导致水下相机难以采集到完整的点激光光斑图像以用作测距分析；另一方面，深海环境下的养殖水体存在平流、湍流、内波等复杂海流情况，而网衣的柔性结构使其具有随海流波动的瞬态特征，也就是说，网衣的目标平面处于不断波动变形的状态，其与点激光束投射方向之间的角度情况极其复杂，可能存在旋转角和俯仰角杂合的情况。
[0004]基于上述问题，传统的点激光束测距方式用于水下网衣时，测距准确率极低，因此目前亟需一种针对柔性网状物的精准可靠的测距方式。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种水下激光测距装置，旨在解决现有的点激光束测距方式用于柔性网状物时，测距准确率极低的技术问题。/>[0006]本专利技术为达到其目的，所采用的技术方案如下：
[0007]一种水下激光测距装置，所述水下激光测距装置包括激光器、反射台体、驱动装置、视觉传感装置和多个第一反射镜；其中：
[0008]所述驱动装置用于驱动所述反射台体绕所述反射台体的中心轴旋转；所述反射台体的侧面为反射面，所述激光器用于将激光沿所述反射面的入射方向投射到所述反射面上，所述反射面的出射方向与每一所述第一反射镜的入射方向相对，每一所述第一反射镜的出射方向均用于朝向目标网状物；所述视觉传感装置用于朝向所述目标网状物并采集激光投射到所述目标网状物上的图像。
[0009]进一步地，所述水下激光测距装置还包括第二反射镜；其中：
[0010]所述第二反射镜的入射方向与所述激光器投射激光的方向相对，所述第二反射镜的出射方向与所述反射面的入射方向相对。
[0011]进一步地，所述水下激光测距装置还包括基板，所述激光器、所述驱动装置、所述第二反射镜和多个所述第一反射镜安装于所述基板的一侧面上，且所述反射台体的中心轴垂直于所述基板。
[0012]进一步地，所述激光器投射激光的方向用于朝向所述目标网状物。
[0013]进一步地，所述驱动装置连接于所述反射台体的底面上，所述视觉传感装置设置于所述反射台体的顶面上，所述视觉传感装置的中心轴位于所述反射台体的中心轴处；
[0014]进一步地，在所述反射台体的中心轴方向上，所述视觉传感装置的成像面与多个所述第一反射镜中心的距离差不大于1mm。
[0015]进一步地，所述水下激光测距装置还包括底板和减振装置，所述基板安装于所述底板的一侧面上，所述减振装置的一端连接于所述底板的一侧面上，所述减振装置的另一端连接于所述驱动装置上。
[0016]进一步地，所述第一反射镜为四个且环绕所述反射台体设置，以使激光从所述第一反射镜的出射面投射出去的激光轮廓线呈矩形。
[0017]进一步地，所述反射台体为正四棱台，所述反射面为所述正四棱台的四个侧面，且所述反射面与所述第一反射镜一一对应设置。
[0018]进一步地，任意两个相对的所述第一反射镜的出射方向平行于所述反射台体的中心轴，另外两个所述第一反射镜的出射方向相对所述反射台体的中心轴呈向外的夹角。
[0019]对应地，本专利技术还提出一种测距系统，所述测距系统包括电路板以及如前述的水下激光测距装置；所述电路板分别与所述激光器、所述驱动装置、所述视觉传感装置电连接，且所述电路板用于连接终端通信设备。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术提出的水下激光测距装置，通过设置驱动装置驱动反射台体旋转，将激光器投射到反射台体的反射面上的点激光束扫掠成线激光束并经第一反射镜投射到目标网状物表面，以连续的线激光束解决了采用点激光束方式时因点激光束打在网眼的中空区域处而无法获取反射信号的问题，使视觉传感装置得以采集打在目标网状物网线上的线激光束并在成像面上形成线激光光斑。另外，由于第一反射镜为多个，投射到目标网状物上的线激光束也为多条，根据成像倍率关系，可通过显示在成像面上的多条线激光光斑之间的距离关系推导出目标网状物的偏转角度情况，从而可更准确地计算出水下测距装置到目标网状物表面的实际距离，提高了在目标网状物存在波动变形情况下的测距精确性。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术水下激光测距装置一实施例的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例方案中线激光束投射在目标网状物上的轮廓示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例方案中激光的第一反射轨迹示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例方案中激光的第二反射轨迹示意图。
[0027]附图标记说明：
[0028][0029][0030]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0033]另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下激光测距装置，其特征在于，所述水下激光测距装置包括激光器、反射台体、驱动装置、视觉传感装置和多个第一反射镜；其中：所述驱动装置用于驱动所述反射台体绕所述反射台体的中心轴旋转；所述反射台体的侧面为反射面，所述激光器用于将激光沿所述反射面的入射方向投射到所述反射面上，所述反射面的出射方向与每一所述第一反射镜的入射方向相对，每一所述第一反射镜的出射方向均用于朝向目标网状物；所述视觉传感装置用于朝向所述目标网状物并采集激光投射到所述目标网状物上的图像。2.根据权利要求1所述的水下激光测距装置，其特征在于，所述水下激光测距装置还包括第二反射镜；其中：所述第二反射镜的入射方向与所述激光器投射激光的方向相对，所述第二反射镜的出射方向与所述反射面的入射方向相对。3.根据权利要求2所述的水下激光测距装置，其特征在于，所述水下激光测距装置还包括基板，所述激光器、所述驱动装置、所述第二反射镜和多个所述第一反射镜安装于所述基板的一侧面上，且所述反射台体的中心轴垂直于所述基板。4.根据权利要求3所述的水下激光测距装置，其特征在于，所述激光器投射激光的方向用于朝向所述目标网状物。5.根据权利要求3所述的水下激光测距装置，其特征在于，所述驱动装置连接于所述反射台体的底面上，所述视觉传感装置设置于所述反射台体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俞锋，董阳泽，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室湛江，
类型：发明
国别省市：