一种三维扫描激光雷达装置及其控制方法制造方法及图纸

本申请提供了一种三维扫描激光雷达装置及其控制方法，所述装置包括激光雷达外壳、场扫旋转机构和行扫机构，所述激光雷达外壳由下壳体、上壳体和半球透光罩构成；所述场扫旋转机构包括场扫电机、扇形齿轮、摇臂、轴承、轴承座及联接板；所述场扫电机的输出端与所述扇形齿轮连接；所述摇臂的一端与所述轴承连接，所述摇臂的另一端与所述联接板连接，所述摇臂轴承及联接板构成转动结构，可沿垂直方向进行往复式旋转运动；所述行扫机构包括行扫电机和光学组件。使得所述光学组件沿水平方向旋转，本申请通过场扫旋转机构和行扫机构对光学组件进行调节，解决目前单脉冲激光雷达无法对三维物体进行扫描，多脉冲激光雷达无法满足实际使用需求的问题。用需求的问题。用需求的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种三维扫描激光雷达装置及其控制方法


[0001]本申请涉及激光雷达应用
，尤其涉及一种三维扫描激光雷达装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]激光雷达广泛应用于铁路行车安全异物检测，矿场料场盘料目标物检测等行业领域。在激光雷达的使用过程中，检测的目标多为具有一定体积和重量的物体，例如落石、滚木和塌方土石等，因此，需要具备对三维物体进行检测的能力，现有的单脉冲雷达无法实现对物体进行三维扫描检测，而多脉冲雷达虽然能够实现对物体进行三维扫描检测，但多脉冲雷达高昂的成本造价，无法满足实际的生产使用需求。因此需要对现有的单脉冲雷达进行改进。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种三维扫描激光雷达装置及其控制方法，以解决目前单脉冲激光雷达无法对三维物体进行扫描的问题，无法满足实际使用需求的问题。
[0004]第一方面，本申请提供了一种三维扫描激光雷达装置，包括激光雷达外壳、场扫旋转机构和行扫机构；
[0005]所述场扫旋转机构和行扫机构设置在所述激光雷达外壳内部；
[0006]所述激光雷达外壳由下壳体、上壳体和半球透光罩构成；
[0007]所述场扫旋转机构包括场扫电机、扇形齿轮、摇臂、轴承、轴承座及联接板；
[0008]所述场扫电机的输出端与所述扇形齿轮连接；
[0009]所述轴承座固定设置在所述下壳体上；
[0010]所述轴承设置在所述轴承座上；
[0011]所述摇臂的一端与所述轴承连接，所述摇臂的另一端与所述联接板连接，所述摇臂轴承及联接板构成转动结构，可沿垂直方向进行往复式旋转运动；
[0012]所述行扫机构包括行扫电机和光学组件。
[0013]所述行扫电机与所述光学组件连接，使得所述光学组件沿水平方向进行旋转。
[0014]可选的，所述半球透光罩表面设置有红外激光增透膜。
[0015]可选的，所述红外激光增透膜的投射波长为905nm。
[0016]可选的，所述红外激光增透膜通过真空蒸镀得到。
[0017]可选的，所述光学组件包括：反射镜、光阑、遮光筒、接收透镜座、雪崩光电管和前置接收板。
[0018]可选的，所述三维扫描激光雷达装置的水平扫描视场范围为
‑
155
°
～155
°
。
[0019]可选的，所述三维扫描激光雷达装置的垂直扫描视场范围为
‑
55
°
～55
°
。
[0020]可选的，所述三维扫描激光雷达装置的场扫周期为2s。
[0021]第二方面，本申请提供了一种三维扫描激光雷达装置的控制方法，应用于所述的
装置，包括以下步骤：
[0022]控制所述装置垂直方向进行转动；
[0023]获取不同垂直角度下的被检测目标的雷达垂直扫描信号；
[0024]控制所述装置水平方向进行转动；
[0025]获取不同水平角度下的被检测目标的雷达水平扫描信号；
[0026]根据所述雷达垂直扫描信号和雷达水平扫描信号，得到被检测目标的三维扫描及点云数据。
[0027]由以上技术方案可知，本申请提供了一种三维扫描激光雷达装置及其控制方法，所述装置包括激光雷达外壳、场扫旋转机构和行扫机构，所述激光雷达外壳由下壳体、上壳体和半球透光罩构成；所述场扫旋转机构包括场扫电机、扇形齿轮、摇臂、轴承、轴承座及联接板；所述场扫电机的输出端与所述扇形齿轮连接；所述摇臂的一端与所述轴承连接，所述摇臂的另一端与所述联接板连接，所述摇臂轴承及联接板构成转动结构，可沿垂直方向进行往复式旋转运动；所述行扫机构包括行扫电机和光学组件。使得所述光学组件沿水平方向进行旋转，本申请通过场扫旋转机构和行扫机构对光学组件进行调节，解决了目前单脉冲激光雷达无法对三维物体进行扫描的问题，和多脉冲激光雷达无法满足实际使用需求的问题。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请提供的一种三维扫描激光雷达装置的前视结构图；
[0030]图2为本申请提供的一种三维扫描激光雷达装置的正视结构图；
[0031]图3为本申请提供的一种三维扫描激光雷达装置的俯视结构图；
[0032]图4为本申请的一种三维扫描激光雷达装置的控制方法的工作流程图；
[0033]图5为本申请的一种实施例的三维扫描线示意图。
[0034]图示说明：
[0035]1‑
激光雷达外壳、11
‑
下壳体、12
‑
上壳体、13
‑
半球透光罩、2
‑
场扫旋转机构、21
‑
场扫电机、22
‑
扇形齿轮、23
‑
摇臂、24
‑
轴承、25
‑
轴承座、26
‑
联接板、3
‑
行扫机构、31
‑
行扫电机、311
‑
行扫电机支架、32
‑
光学组件、321
‑
反射镜、322
‑
光阑、323
‑
遮光筒、324
‑
接收透镜座、325
‑
雪崩光电管和326
‑
前置接收板。
具体实施方式
[0036]下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
[0037]参见图1，第一方面，本申请提供了一种三维扫描激光雷达装置，其特征在于，包括激光雷达外壳1、场扫旋转机构2和行扫机构3；
[0038]所述场扫旋转机构2和所述行扫机构3设置在所述激光雷达外壳内部；
[0039]所述激光雷达外壳由下壳体11、上壳体12和半球透光罩13构成；
[0040]更为具体的是，所述激光雷达外壳起到保护支撑作用，避免内部元件由于外界环境因素造成损坏失效，有效提升装置的使用寿命，满足不同使用条件下的使用需求。
[0041]参见图2，更为具体的是，所述场扫旋转机构2包括场扫电机21、扇形齿轮22、摇臂23、轴承24、轴承座25以及联接板26；
[0042]所述场扫电机21的输出端与所述扇形齿轮22连接；
[0043]所述轴承座25固定设置在所述下壳体11上；
[0044]所述轴承24设置在所述轴承座25上；
[0045]所述摇臂23的一端与所述轴承24连接，所述摇臂23的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维扫描激光雷达装置，其特征在于，包括激光雷达外壳(1)、场扫旋转机构(2)和行扫机构(3)；所述场扫旋转机构(2)和所述行扫机构(3)设置在所述激光雷达外壳(1)内部；所述激光雷达外壳由下壳体(11)、上壳体(12)和半球透光罩(13)构成；所述场扫旋转机构(2)包括场扫电机(21)、扇形齿轮(22)、摇臂(23)、轴承(24)、轴承座(25)以及联接板(26)；所述场扫电机(21)的输出端与所述扇形齿轮(22)连接；所述轴承座(25)固定设置在所述下壳体(11)上；所述轴承(24)设置在所述轴承座(25)上；所述摇臂(23)的一端与所述轴承(24)连接，所述摇臂(23)的另一端与所述联接板(26)连接，所述摇臂(23)、所述轴承(24)及联接板(26)构成转动结构，可沿垂直方向进行往复式旋转运动；所述行扫机构(3)包括行扫电机(31)和光学组件(32)；所述行扫电机(31)与所述光学组件(32)连接，使得所述光学组件(32)沿水平方向进行旋转；所述行扫电机(31)通过行扫电机支架(311)固定；所述光学组件(32)用于发射雷达检测信号，并根据所述雷达检测信号生成被检测目标的三维扫描及点云数据。2.根据权利要求1所述的三维扫描激光雷达装置，其特征在于，所述半球透光罩(13)表面设置有红外激光增透膜。3.根据权利要求2所述的三维扫描激光雷达装置，其特征在于，所述红外激光增透膜的投射波长为90...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志峰，
申请(专利权)人：保定市天河电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：