本發(fā)明涉及光學(xué)掃描技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光學(xué)測距裝置及其掃描方法。

背景技術(shù)：

光學(xué)測距裝置通過將光束(如激光等)在一定范圍內(nèi)進行旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)對目標物體的掃描，并能根據(jù)掃描情況計算出目標物體與光學(xué)測距裝置間的距離，同時，還能從掃描結(jié)果中提取出目標物體的輪廓信息等。由于測量速度快、測量結(jié)果較為精確，因此，光學(xué)測距裝置被廣泛應(yīng)用于定位、自主建圖、導(dǎo)航等領(lǐng)域。為了獲得較好的測量效果，在掃描過程中，都會發(fā)射較高功率的光束。然而，光束的功率越大，對人眼的傷害越大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的光學(xué)測距裝置對人眼的傷害較大的問題，提供一種更為安全的光學(xué)測距裝置及其掃描方法。

一種光學(xué)測距裝置，包括：

底座；

掃描組件，與所述底座連接，且能相對于所述底座旋轉(zhuǎn)，所述掃描組件能夠發(fā)射第一光束以掃描目標物體，并能接收被所述目標物體反射回來的第二光束；

測速器，能夠檢測所述掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度；以及

處理器，與所述掃描組件及所述測速器連接，所述處理器能根據(jù)所述測速器的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)所述第一光束的功率。

在其中一個實施例中，所述處理器包括相互連接的測速模塊及調(diào)節(jié)模塊，所述測速模塊與所述測速器連接，以獲取所述測速器的檢測結(jié)果，所述調(diào)節(jié)模塊與所述掃描組件連接，以根據(jù)所述測速模塊獲取的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)所述第一光束的功率。

在其中一個實施例中，所述測速模塊包括多個存儲有預(yù)設(shè)的速度范圍值的區(qū)間單元，所述調(diào)節(jié)模塊包括多個存儲有預(yù)設(shè)的功率值的功率單元，一個所述區(qū)間單元對應(yīng)一個所述功率單元。

在其中一個實施例中，所述功率單元存儲的功率值與所述區(qū)間單元存儲的速度范圍值正相關(guān)；

其中一個所述區(qū)間單元存儲的預(yù)設(shè)的速度范圍值為0，與速度范圍值0所對應(yīng)的所述功率單元存儲的預(yù)設(shè)的功率值小于等于0.4mw。

在其中一個實施例中，所述測速器為陀螺儀，所述測速器能相對于所述底座旋轉(zhuǎn)，且所述測速器的轉(zhuǎn)速與所述掃描組件的轉(zhuǎn)速相等；

或者，所述測速器為光電測速碼盤，所述測速器安裝于所述底座內(nèi)，所述掃描組件能相對于所述測速器旋轉(zhuǎn)；

或者，所述測速器為光電測速碼盤，所述測速器能相對于所述底座旋轉(zhuǎn)，且所述測速器的轉(zhuǎn)速與所述掃描組件的轉(zhuǎn)速相等。

在其中一個實施例中，還包括云臺，所述云臺安裝于所述底座上，且能相對于所述底座旋轉(zhuǎn)，所述云臺內(nèi)設(shè)有容置腔，所述掃描組件設(shè)于所述容置腔內(nèi)；

所述云臺的周向上開設(shè)有第一通孔與第二通孔，所述掃描組件包括正對于所述第一通孔的輸出端以及正對于所述第二通孔的輸入端，所述輸出端能夠發(fā)射所述第一光束，所述輸入端能夠接收所述第二光束；

所述輸入端包括透鏡及感光芯片，所述透鏡能夠聚集所述第二光束，并將所述目標物體成像于所述感光芯片上，所述感光芯片與所述處理器連接，并能將所述物象發(fā)送給所述處理器。

在其中一個實施例中，還包括驅(qū)動件，所述驅(qū)動件安裝于所述底座內(nèi)，所述驅(qū)動件與所述掃描組件連接，且能驅(qū)動所述掃描組件相對于所述底座旋轉(zhuǎn)。

在其中一個實施例中，還包括傳動組件，所述傳動組件包括主動輪及皮帶，所述主動輪與所述驅(qū)動件連接，所述主動輪通過所述皮帶帶動所述掃描組件旋轉(zhuǎn)。

一種采用上述的任一種光學(xué)測距裝置的掃描方法，包括如下步驟：

獲取掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度；

根據(jù)掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度確定第一光束的功率；

向目標物體發(fā)射第一光束，接收由目標物體反射回來的第二光束。

在其中一個實施例中，步驟根據(jù)掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度確定第一光束的功率，具體包括步驟：

將掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度與各區(qū)間單元所存儲的預(yù)設(shè)范圍的速度值進行比對，確定與掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度所對應(yīng)的區(qū)間單元；

確定對應(yīng)的功率單元。

上述的光學(xué)測距裝置安裝了測速器，除了具備測距功能外，還，具有檢測掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度的功能，掃描組件能將檢測結(jié)果發(fā)送給處理器，處理器能根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)節(jié)第一光束的功率，使第一光束的功率與掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度相匹配。例如，當(dāng)掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度較低時，選用較低的光束功率，當(dāng)掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度較高時，選用較高的光束功率。與一直使用較大功率的光束的方式相比，這種調(diào)節(jié)光束功率的方式能夠降低能耗，有效地提高光學(xué)測距裝置的使用壽命。而且，較大功率的光束對人體的危害較大，尤其對人眼的刺激性較大，光束功率可調(diào)也能減少對人體的危害，更為安全。

上述的光學(xué)測距裝置的掃描方法，能夠根據(jù)掃描組件的旋轉(zhuǎn)速度確定第一光束的功率，也即，不同的掃描速度對應(yīng)不同的光束功率。與一直使用較大功率的光束的方式相比，這種調(diào)節(jié)光束功率的方式能夠降低能耗，有效地提高光學(xué)測距裝置的使用壽命，也能減少對人體的危害，更為安全。

附圖說明

圖1為一實施方式的光學(xué)測距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的光學(xué)測距裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示的光學(xué)測距裝置中處理器、測速器及掃描組件的模塊圖；

圖4為圖1所示的光學(xué)測距裝置中測速器、掃描組件、測速模塊及調(diào)節(jié)模塊的模塊圖；

圖5為圖1所示的光學(xué)測距裝置中測速器、掃描組件、區(qū)間單元及功率單元的模塊圖；

圖6為一實施方式的光學(xué)測距裝置的掃描方法的流程圖；

圖7為圖6所示的光學(xué)測距裝置的掃描方法中步驟s200的流程圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

請參考圖1至圖3，一實施方式的光學(xué)測距裝置10包括底座100、云臺200、掃描組件300及處理器400，其中，云臺200安裝于底座100上，且能相對于底座100旋轉(zhuǎn)。云臺200內(nèi)設(shè)有容置腔，掃描組件300設(shè)于容置腔內(nèi)，且能隨云臺200一起旋轉(zhuǎn)，從而掃描組件300的轉(zhuǎn)速與云臺200的轉(zhuǎn)速相等。云臺200的主要作用是為了保護掃描組件300，在其他實施方式中，也可以省略云臺200，將掃描組件300直接與底座100連接。掃描組件300能夠發(fā)射第一光束以掃描目標物體，并能接收目標物體反射回來的第二光束。第一光束可以是激光，也可以是紅外光。處理器400與掃描組件300連接，并能根據(jù)掃描組件300從發(fā)射第一光束到接收第二光束的時間計算出目標物體至掃描組件300的距離，以實現(xiàn)測距的功能。

在本實施方式中，云臺200的周向上開設(shè)有第一通孔210與第二通孔220，掃描組件300包括正對于第一通孔210的輸出端310以及正對于第二通孔220的輸入端320，輸出端310能夠發(fā)射第一光束，輸入端320能夠接收第二光束。

進一步，輸入端320包括透鏡324及感光芯片324，透鏡322能夠聚集第二光束，并將目標物體成像于感光芯片324上。感光芯片324與處理器400連接，并能將物象發(fā)送給處理器400。

輸出端310發(fā)出第一光束時，處理器400會記錄下發(fā)射時間。第一光束穿過第一通孔210后，到達目標物體的表面，第一光束在目標物體的表面會發(fā)生漫反射，在這里，將反射光束稱為第二光束，部分第二光束仍會穿過第二通孔220，射到透鏡324上。透鏡324具有聚光作用，能聚集第二光束，并將目標物體成像在感光芯片324上。感光芯片324將物象發(fā)送給處理器400后，處理器400會記錄下接收時間，從而處理器400便能根據(jù)發(fā)射時間與接收時間計算出目標物體與掃描組件300間的距離。同時，處理器400還能將接收到的物象發(fā)送給外接設(shè)備，比如電腦等，以供外接設(shè)備提取目標物體的輪廓信息。

在本實施方式中，光學(xué)測距裝置10還包括驅(qū)動件，驅(qū)動件安裝于底座100內(nèi)，驅(qū)動件與掃描組件300連接，且能驅(qū)動掃描組件300相對于底座100旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動件為電機，電機的輸出軸可以直接與掃描組件300連接，但為了保護電機，本實施方式的光學(xué)測距裝置10還設(shè)置了傳動組件500，具體地，傳動組件500包括主動輪510及皮帶520，主動輪510與驅(qū)動件連接，主動輪510通過皮帶520帶動掃描組件300旋轉(zhuǎn)。更為具體地，皮帶520繞設(shè)于主動輪510與云臺200上，主動輪510通過帶動云臺200旋轉(zhuǎn)，進而帶動掃描組件300旋轉(zhuǎn)。

光學(xué)測距裝置10除了具有測距功能外，還具有調(diào)節(jié)光束功率的功能。具體地，如圖3所示，光學(xué)測距裝置10還包括與處理器400連接的測速器600，測速器600能夠檢測掃描組件300的旋轉(zhuǎn)速度，并能將檢測結(jié)果發(fā)送給處理器400，處理器400便能根據(jù)接收到的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)第一光束的功率。也即，光學(xué)測距裝置10能夠根據(jù)掃描組件300的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)第一光束的功率，使不同的掃描速度對應(yīng)不同的光束功率。與一直使用較大功率的光束的方式相比，這種調(diào)節(jié)光束功率的方式更為能夠降低能耗，有效地提高光學(xué)測距裝置的使用壽命。而且，較大功率的光束對人體的危害較大，尤其對人眼的刺激性較大，光束功率可調(diào)也能減少對人體的危害，更為安全。

在本實施方式中，測速器600可以為陀螺儀，也可以為光電測速碼盤。當(dāng)測速器600為陀螺儀時，測速器600能相對于底座100旋轉(zhuǎn)，且測速器600的轉(zhuǎn)速與掃描組件300的轉(zhuǎn)速相等，測速器600與掃描組件300一起隨著與云臺200轉(zhuǎn)動。當(dāng)測速器600為光電測速碼盤時，測速器600可以安裝于底座100內(nèi)，掃描組件300能相對于測速器600旋轉(zhuǎn)，即測速器600不會轉(zhuǎn)動；測速器600也可以相對于底座100旋轉(zhuǎn)，且測速器600的轉(zhuǎn)速與掃描組件300的轉(zhuǎn)速相等，測速器600與掃描組件300一起隨著與云臺200轉(zhuǎn)動。

同時結(jié)合圖4及圖5，處理器400包括相互連接的測速模塊410及調(diào)節(jié)模塊420，測速模塊410與測速器600連接，以獲取測速器600的檢測結(jié)果。調(diào)節(jié)模塊420與掃描組件300連接，以根據(jù)測速模塊410獲取的檢測結(jié)果調(diào)節(jié)第一光束的功率。

進一步，測速模塊410包括多個區(qū)間單元412，每個區(qū)間單元412存儲有預(yù)設(shè)的速度范圍值。調(diào)節(jié)模塊420包括多個功率單元422，每個功率單元422存儲有預(yù)設(shè)的功率值。一個區(qū)間單元412對應(yīng)一個功率單元422。這也就意味著，一種轉(zhuǎn)速區(qū)間對用一種光束功率。而且，功率單元422存儲的功率值與區(qū)間單元412存儲的速度范圍值正相關(guān)，也就意味著，第一光束的功率與掃描組件300的轉(zhuǎn)速成正相關(guān)的關(guān)系，也即掃描組件300的轉(zhuǎn)速越大，第一光束的功率也越大，掃描組件300的轉(zhuǎn)速越小，第一光束的功率越小，以使得掃描組件300得到合理利用。比如，當(dāng)掃描組件300的轉(zhuǎn)動頻率落在(0，20)hz區(qū)間內(nèi)時，第一光束的功率為1mw；當(dāng)掃描組件300的轉(zhuǎn)動頻率落在(20，100)hz區(qū)間內(nèi)時，第一光束的功率為10mw。

當(dāng)掃描組件300以額定轉(zhuǎn)速運作時，輸出端310會正常工作，并且第一光束的功率較大，這樣能夠提高信噪比。掃描組件300的轉(zhuǎn)速變化時，第一光束的功率也會隨之變化。而當(dāng)云臺200停止旋轉(zhuǎn)時，處理器400能關(guān)閉掃描組件300，也即關(guān)閉輸出端310，使得輸出端310不再發(fā)射第一光束?；蛘?，處理器400能使得第一光束的功率小于等于0.4mw(對人眼沒有傷害)。這樣便能進一步實現(xiàn)降低能耗的功效，提高光學(xué)測距裝置10的使用壽命和安全性能。

在本實施方式中，還提供了一種采用光學(xué)測距裝置10的掃描方法，如圖6及圖7所示，該掃描方法包括以下步驟：

步驟s100，獲取掃描組件300的旋轉(zhuǎn)速度。

具體地，測速器600檢測掃描組件300的旋轉(zhuǎn)速度，并將檢測結(jié)果發(fā)送給處理器400。

步驟s200，根據(jù)掃描組件300的旋轉(zhuǎn)速度確定第一光束的功率。

具體地，步驟s200還包括以下步驟：

步驟s210，將掃描組件300的旋轉(zhuǎn)速度與各區(qū)間單元412所存儲的預(yù)設(shè)范圍的速度值進行比對，確定與掃描組件300的旋轉(zhuǎn)速度所對應(yīng)的區(qū)間單元412。

步驟s220，確定對應(yīng)的功率單元422。

步驟s300，向目標物體發(fā)射第一光束，接收由目標物體反射回來的第二光束。此后，處理器400便能夠根據(jù)發(fā)射第一光束到接收第二光束的時間計算出目標物體至掃描組件300的距離，實現(xiàn)測距的功能。處理器400還能將獲取的目標物體的物象發(fā)送給外接設(shè)備，以供外接設(shè)備獲取目標物體的輪廓信息。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。