一种二维扫描式激光灭蚊虫装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种二维扫描式激光灭蚊虫装置，反射机构、探测光源和攻击光源均安装在壳体内，反射机构能引导反射探测光源、攻击光源发出的光从扫描窗口射出；所述探测光源能发出扇面扫描激光在指定平面区域进行快速扫描，能快速识别是否有目标物穿越扫描区域，同时确认目标物所在目标角度区域；确认目标物的精准角度位置后，攻击光源能发出高能激光打击目标物。本申请采用快速扫描和精准微步扫描相结合的方式，能大幅节省扫描时间，提升扫描效率；同时本申请能实现简单快速判断目标物长度特征和高度特征的判定，确保仅对尺寸符合要求的蚊虫发出攻击，保障安全性。保障安全性。保障安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种二维扫描式激光灭蚊虫装置及方法


[0001]本专利技术涉及灭蚊虫装置领域，具体涉及一种二维扫描式激光灭蚊虫装置及方法。

技术介绍

[0002]由于蚊虫太小，普通蚊虫体长约7
‑
20mm，同时蚊虫机动性比较强，速度为0.24
‑
1.56m/s，飞过一个身位最快仅需十几毫秒；采用摄像头仅能发现近处停歇的蚊子。若要识别飞行中的蚊子则需要使用激光雷达，但在三维场景中，扫描范围太大，普通激光雷达因扫描速度较慢很难精准识别飞行蚊虫的具体位置；即使使用高频率、极高的扫描速度，以现有的激光技术也难于实现精准快速定位，即便实现，成本也会极高。
[0003]同时在识别到飞行蚊虫后，因其机动性强，飞行路径难预测，攻击时间可能仅有几毫秒，在三维空间上高能激光也较难在极短时间内对其进行精准打击。同时随着空间增大，空间中复杂的各种物件摆设甚至人或者宠物都会对高能激光的使用产生极大的约束，甚至存在致盲的风险。
[0004]因此现在激光灭蚊虫方式普遍存在识别难度大，识别效率低，成本高，方案复杂，且依赖于复杂的算法，并且存在安全隐患等缺点。十几年前国外就有采用摄像机、雷达、以及激光系统和背景反射部分组成的激光灭蚊虫系统，但是由于设计复杂，扫描范围极为有限，效率低，识别难度大，安全性差等因素至今无法实现量产。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种能在较大的平面区域快速扫描发现飞行中蚊虫并对其进行杀灭的二维扫描式激光灭蚊虫装置及方法。
[0006]为实现该技术目的，本专利技术的方案是：一种二维扫描式激光灭蚊虫装置，包括：
[0007]激光模块，根据指令采用指定模式对平面扫描区域进行激光扫描，或者根据指令对目标物进行激光打击；
[0008]接收模块，用于接收物体上反射回来的激光反射信号；
[0009]处理器，采用测距算法通过激光模块的快扫描模式获取目标物的目标角度区域和尺寸特征，若目标物的尺寸特征符合蚊虫特征时，则向激光模块发出切换指令，激光模块切换为精准描模式并采用测距算法获得目标物的精准角度位置和精准高度特征，当精准高度特征小于预设值时立刻对激光模块发出打击指令。
[0010]作为优选，所述激光模块包括反射机构、攻击光源和两个以上的探测光源；
[0011]探测光源，能同时或交替发出一道以上的扇面扫描激光、和或一维扫描激光，扇面扫描激光能用于快扫描模式，能在指定的平面扫描区域内以指定角度进行快速二维扫描；
[0012]攻击光源，能发出高功率的脉冲式的攻击激光、和或低功率扫描激光；
[0013]反射机构，用于引导反射扇面扫描激光、和或一维扫描激光、攻击激光、低功率扫描激光、以指定角度从扫描窗口射出；
[0014]扇面扫描激光、或一维扫描激光、或低功率扫描激光均能用于精准扫描模式对目
标角度区域进行精准扫描；
[0015]扇面扫描激光扫描时，处理器根据接收模块接收到激光反射信号计算出最小扫描距离S1，初始距离S0为初始状态下根据激光反射信号计算出的距离，初始距离S0与最小扫描距离S1的距离差值为ΔS，若ΔS大于阈值，则判定有目标物跨越平面扫描区域；若ΔS小于阈值，则判定没有目标物出现。
[0016]作为优选，所述反射机构包括一个反射镜片和一个驱动电机，所述驱动电机能驱动反射镜片转动；
[0017]该反射镜片能反射扇面扫描激光在平面扫描区域上进行二维扫描工作；同时反射镜片还能同步反射引导脉冲攻击激光朝指定角度打击目标物。
[0018]作为优选，所述攻击光源与反射镜片之间还设置有二向色镜，所述二向色镜对扇面扫描激光高透、对脉冲攻击激光高反；
[0019]所述探测光源一侧还设置有固定式反射镜，扇面扫描激光先经过固定式反射镜反射再通过二向色镜折射到反射镜片上。
[0020]作为优选，还包括有框体，所述框体所包围的区域即探测光源扫描的平面扫描区域，所述框体表面还设置有深色吸光涂层。
[0021]作为优选，还包括有金属散热器，所述金属散热器能为为探测光源和攻击光源进行散热；
[0022]所述框体上还设置有盲区遮挡件；
[0023]还包括有探测目标物靠近的安全保护模块，所述安全保护模块为超声波传感器、红外传感器中的一种或两种。
[0024]一种激光扫描灭蚊虫方法，采用二维扫描式激光灭蚊虫装置，具体步骤如下：
[0025]S1、初始化，处理器采用测距算法计算获得平面扫描区域内各个角度位置的初始距离S0；
[0026]S2、快速扫描，激光模块在快速扫描模式下，反射机构引导扇面扫描激光在平面扫描区域内进行二维扫描，并通过测距算法实时计算扫描距离S1，ΔS＝S0‑
S1，当ΔS大于阈值时，则判定平面扫描区域内出现目标物，记录此时的目标角度区域和尺寸特征；
[0027]S3、精准扫描，当目标物的尺寸特征符合蚊虫特征时，激光模块切换为精准扫描模式在目标角度区域内扫描，并采用测距算法获得目标物的精准角度位置和精准高度特征；
[0028]S4、攻击，当目标物的精准高度特征小于预设值时，激光模块立刻切换为高功率脉冲式攻击激光对目标物进行打击。
[0029]作为优选，步骤S1中，反射机构初始化校正位置，然后启动激光模块精准扫描至少一周，接收模块收集激光反射信号获得初始距离S0，并排查异常情况；
[0030]当某处的初始距离S0突然增大时、或者接收模块探测到某处激光反射信号光强度超过设定值的光斑时，则扫描范围内出现了异常反射面，且反射后形成的光斑位于扫描区内，发出报警提示；
[0031]当接收模块接收到某处激光反射信号的光强度小于指定值或者完全接收不到激光反射信号，则扫描范围内该处出现异常反射面，且反射后形成的光斑位于扫描区域外，发出报警提示。
[0032]作为优选，步骤S2中反射机构的转动扫描频率大于20Hz；扇面扫描激光的发射角n
为0.1
°‑3°
，反射机构引导反射探测光源发出扇面扫描激光以m
°
/次对平面扫描区域进行逐个角度区域快速扫描，m大于等于0.1；
[0033]步骤S3中，采用扇面扫描激光、或一维扫描激光、或低功率扫描激光用于精准扫描模式对目标角度区域进行精准扫描；
[0034]当采用扇面扫描激光进行精准扫描时，反射机构引导反射扇面扫描激光在目标角度区域以0.01
‑
0.3
°
/次逐步扫描，当ΔS小于等于阈值时，则获得目标物在扇面扫描激光的第一边沿，反向逐步扫描当ΔS小于等于阈值时，则获得目标物在扇面扫描激光的第二边沿，结合S1、第一边沿和第二边沿的角度差通过三角函数即可获得精准高度特征，第一边沿和第二边沿之间的区域为目标物的精确角度位置；
[0035]当采用一维扫描激光进行精准扫描时，反射机构引导反射一维扫描激光在目标角度区域以0.01
‑
0.3
°
/次逐步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维扫描式激光灭蚊虫装置，其特征在于，包括：激光模块，根据指令采用指定模式对平面扫描区域进行激光扫描，或者根据指令对目标物进行激光打击；接收模块，用于接收物体上反射回来的激光反射信号；处理器，采用测距算法通过激光模块的快扫描模式获取目标物的目标角度区域和尺寸特征，若目标物的尺寸特征符合蚊虫特征时，则向激光模块发出切换指令，激光模块切换为精准描模式并采用测距算法获得目标物的精准角度位置和精准高度特征，当精准高度特征小于预设值时立刻对激光模块发出打击指令。2.根据权利要求1所述的二维扫描式激光灭蚊虫装置，其特征在于：所述激光模块包括反射机构、攻击光源和两个以上的探测光源；探测光源，能同时或交替发出一道以上的扇面扫描激光、和或一维扫描激光，扇面扫描激光能用于快扫描模式，能在指定的平面扫描区域内以指定角度进行快速二维扫描；攻击光源，能发出高功率的脉冲式的攻击激光、和或低功率扫描激光；反射机构，用于引导反射扇面扫描激光、和或一维扫描激光、攻击激光、低功率扫描激光、以指定角度从扫描窗口射出；扇面扫描激光、或一维扫描激光、或低功率扫描激光均能用于精准扫描模式对目标角度区域进行精准扫描；扇面扫描激光扫描时，处理器根据接收模块接收到激光反射信号计算出最小扫描距离S1，初始距离S0为初始状态下根据激光反射信号计算出的距离，初始距离S0与最小扫描距离S1的距离差值为ΔS，若ΔS大于阈值，则判定有目标物跨越平面扫描区域；若ΔS小于阈值，则判定没有目标物出现。3.根据权利要求1所述的二维扫描式激光灭蚊虫装置，其特征在于：所述反射机构包括一个反射镜片和一个驱动电机，所述驱动电机能驱动反射镜片转动；该反射镜片能反射扇面扫描激光在平面扫描区域上进行二维扫描工作；同时反射镜片还能同步反射引导脉冲攻击激光朝指定角度打击目标物。4.根据权利要求3所述的二维扫描式激光灭蚊虫装置，其特征在于：所述攻击光源与反射镜片之间还设置有二向色镜，所述二向色镜对扇面扫描激光高透、对脉冲攻击激光高反；所述探测光源一侧还设置有固定式反射镜，扇面扫描激光先经过固定式反射镜反射再通过二向色镜折射到反射镜片上。5.根据权利要求1所述的二维扫描式激光灭蚊虫装置，其特征在于：还包括有框体，所述框体所包围的区域即探测光源扫描的平面扫描区域，所述框体表面还设置有深色吸光涂层。6.根据权利要求5所述的二维扫描式激光灭蚊虫装置，其特征在于：还包括有金属散热器，所述金属散热器能为为探测光源和攻击光源进行散热；所述框体上还设置有盲区遮挡件；还包括有探测目标物靠近的安全保护模块，所述安全保护模块为超声波传感器、红外传感器中的一种或两种。7.一种激光扫描灭蚊虫方法，其特征在于，采用权利要求1
‑
6任一项的二维扫描式激光灭蚊虫装置，具体步骤如下：
S1、初始化，处理器采用测距算法计算获得平面扫描区域内各个角度位置的初始距离S0；S2、快速扫描，激光模块在快速扫描模式下，反射机构引导扇面扫描激光在平面扫描区域内进行二维扫描，并通过测距算法实时计算扫描距离S1，ΔS＝S0‑
S1，当ΔS大于阈值时，则判定平面扫描区域内出现目标物，记录此时的目标角度区域和尺寸特征；S3、精准扫描，当目标物的尺寸特征符合蚊虫特征时，激光模块切换为精准扫描模式在目标角度区域内扫描，并采用测距算法获得目标物的精准角度位置和精准高度特征；S4、攻击，当目标物的精准高度特征小于预设值时，激光模块立刻切换为高功率脉冲式攻击激光对目标物进行打击。8.根据权利要求7所述的激光扫描灭蚊虫方法，其特征在于：步骤S1中，反射机构初始化校正位置，然后启动激光模块精准扫描至少一周，接收模块收集激光反射信号获得初始距离S0，并排查异常情况；当某处的...

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