本實(shí)用新型主要涉及光電探測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種單線掃描式激光雷達(dá)。

背景技術(shù)：

激光雷達(dá)關(guān)鍵是技術(shù)一直被歐美國(guó)家壟斷，價(jià)格昂貴，我國(guó)研制激光雷達(dá)起步較晚，技術(shù)尚不成熟。而激光雷達(dá)在軍事、汽車、機(jī)器人和航海等領(lǐng)域的需求量日漸增多。因此，自主研發(fā)一種精度高，安全可靠，使用范圍廣，成本較低的激光雷達(dá)顯得尤為關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，降低激光雷達(dá)生產(chǎn)成本，提供一種一種單線掃描式激光雷達(dá)。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種單線掃描式激光雷達(dá)，其特征在于：包括控制電路、電機(jī)、計(jì)時(shí)器、反光鏡、輔助光發(fā)射器、激光發(fā)射器、調(diào)制器、檢光器、檔位器和對(duì)外接口；所述電機(jī)的輸出軸與檢光器、反光鏡機(jī)械連接，電機(jī)帶動(dòng)反光鏡和檢光器一起轉(zhuǎn)動(dòng)，反光鏡呈45°傾斜設(shè)置，反光鏡設(shè)置在調(diào)制器的入射光路上，輔助光發(fā)射器發(fā)出的輔助光信號(hào)、激光發(fā)射器發(fā)射的激光信號(hào)入射到調(diào)制器上；所述控制電路通過(guò)電機(jī)接口與電機(jī)相連，控制電路可以設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)速、從電機(jī)接口讀取電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速；控制電路通過(guò)計(jì)時(shí)器接口與計(jì)時(shí)器相連，控制電路可以控制計(jì)時(shí)器的開(kāi)始和停止、讀取計(jì)時(shí)器的時(shí)間數(shù)值；控制電路與激光發(fā)射器電氣相連，控制電路控制激光發(fā)射器，使能向外發(fā)送激光脈沖；控制電路與輔助光發(fā)射器電氣連接，控制電路控制輔助光發(fā)射器電，使能向外發(fā)送輔助光脈沖；控制電路與檢光器電氣連接，控制電路接收檢光器判斷是否接收到調(diào)制光的電平信號(hào)；控制電路與檔位控制器電氣相連，控制電路接收檔位器的編碼指令；控制電路與對(duì)外接口電氣相連，對(duì)其輸送時(shí)間信號(hào)和角度信號(hào)。

所述的一種單線掃描式激光雷達(dá)，其特征在于：所述電機(jī)由控制電路設(shè)定旋轉(zhuǎn)頻率f，旋轉(zhuǎn)頻率f的范圍是0.5Hz-1000Hz

所述的一種單線掃描式激光雷達(dá)，其特征在于：所述反光鏡的鏡面表面設(shè)有 涂層，可以有效提高光反射率，將絕大部分調(diào)制光束水平反射到外界。

所述的一種單線掃描式激光雷達(dá)，其特征在于：所述激光發(fā)射器發(fā)射出的是非可見(jiàn)的紅外激光。

所述的一種單線掃描式激光雷達(dá)，其特征在于：所述調(diào)制器將輔助光發(fā)射器發(fā)出的輔助光束和激光發(fā)射器發(fā)出的激光光束混合調(diào)制成為調(diào)制光束。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型為能準(zhǔn)確測(cè)得周圍的障礙物距離和角度，能夠?yàn)槭褂谜咴?D環(huán)境建模和3D環(huán)境建模提供有效可靠的數(shù)據(jù)；單線式掃描成本低，使用方便，安全可靠，可以用于軍事、汽車、機(jī)器人和航海等領(lǐng)域；本實(shí)用新型也能為雷達(dá)制造業(yè)提高經(jīng)濟(jì)收益，提高與國(guó)外激光雷達(dá)抗衡的能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種單線掃描式激光雷達(dá)，包括控制電路1、電機(jī)2、計(jì)時(shí)器3、反光鏡4、輔助光發(fā)射器5、激光發(fā)射器6、調(diào)制器7、檢光器8、檔位器9和對(duì)外接口10；電機(jī)的輸出軸與檢光器、反光鏡機(jī)械連接，電機(jī)帶動(dòng)反光鏡和檢光器一起轉(zhuǎn)動(dòng)，反光鏡呈45°傾斜設(shè)置，反光鏡設(shè)置在調(diào)制器的入射光路上，輔助光發(fā)射器發(fā)出的輔助光信號(hào)、激光發(fā)射器發(fā)射的激光信號(hào)入射到調(diào)制器上；控制電路通過(guò)電機(jī)接口與電機(jī)相連，控制電路可以設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)速、從電機(jī)接口讀取電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速；控制電路通過(guò)計(jì)時(shí)器接口與計(jì)時(shí)器相連，控制電路可以控制計(jì)時(shí)器的開(kāi)始和停止、讀取計(jì)時(shí)器的時(shí)間數(shù)值；控制電路與激光發(fā)射器電氣相連，控制電路控制激光發(fā)射器，使能向外發(fā)送激光脈沖；控制電路與輔助光發(fā)射器電氣連接，控制電路控制輔助光發(fā)射器電，使能向外發(fā)送輔助光脈沖；控制電路與檢光器電氣連接，控制電路接收檢光器判斷是否接收到調(diào)制光的電平信號(hào)；控制電路與檔位控制器電氣相連，控制電路接收檔位器的編碼指令；控制電路與對(duì)外接口電氣相連，對(duì)其輸送時(shí)間信號(hào)和角度信號(hào)。

電機(jī)2由控制電路1設(shè)定旋轉(zhuǎn)頻率f，旋轉(zhuǎn)頻率f的范圍是0.5Hz-1000Hz

反光鏡4的鏡面表面設(shè)有涂層，可以有效提高光反射率，將絕大部分調(diào)制光束水平反射到外界。

激光發(fā)射器6發(fā)射出的是非可見(jiàn)的紅外激光。

調(diào)制器7將輔助光發(fā)射器5發(fā)出的輔助光束和激光發(fā)射器6發(fā)出的激光光束混合調(diào)制成為調(diào)制光束。

結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明其工作原理如下：

第零步，通過(guò)檔位器設(shè)置控制電路初始化設(shè)置電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率f(0.5Hz-1000Hz)。設(shè)定計(jì)時(shí)終結(jié)閾值。

第一步，控制電路控制激光發(fā)射器發(fā)射一束激光，控制輔助光發(fā)射器發(fā)射一束輔助光。同時(shí)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)記為初始時(shí)刻。

第二步，發(fā)出的激光和輔助光匯聚于調(diào)制器，調(diào)制器將兩束光混合調(diào)制成為一束調(diào)制光并將調(diào)制光射向反光鏡。

第三步，反光鏡將調(diào)制光水平射向外界。當(dāng)調(diào)制光遇到障礙物時(shí)，部分調(diào)制光會(huì)反射回來(lái)。當(dāng)檢光器檢測(cè)到調(diào)制光時(shí)，通過(guò)接口通知控制電路，控制電路記錄計(jì)時(shí)器此時(shí)的時(shí)刻作為一個(gè)終止時(shí)刻?？刂齐娐纷x取此時(shí)電機(jī)的角度記為有效角度r。

第四步，控制電路將初始時(shí)刻與終止時(shí)刻做差得到調(diào)制光束的飛行時(shí)間t，并將有效角度r打包輸出到對(duì)外接口。使用該種激光雷達(dá)的人可以通過(guò)式(1)算出距離D，進(jìn)而知道在哪方向上，多遠(yuǎn)出處有障礙物，得出點(diǎn)(D，r)

D＝V光速x t/2 (1)

第五步，開(kāi)始第一步?；蛘?，當(dāng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)間超出計(jì)時(shí)終結(jié)閾值時(shí)，檢光器仍沒(méi)有檢測(cè)到返回的調(diào)制光束，此時(shí)認(rèn)為調(diào)制光束失蹤，開(kāi)啟第一步。