一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及智能交通領(lǐng)域。具體設(shè)及一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感 器，可用于車(chē)型識(shí)別和長(zhǎng)寬高測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002] 一般而言，掃描式激光測(cè)距傳感器都是基于TOF(飛行時(shí)間）理論實(shí)現(xiàn)測(cè)距的。因 其掃描頻率快，測(cè)量精度高，且天氣因素影響小等特點(diǎn)，掃描式激光測(cè)距傳感器正廣泛應(yīng)用 于交通行業(yè)交通流量調(diào)查、車(chē)型識(shí)別和長(zhǎng)寬高檢測(cè)預(yù)警。
[0003] 目前，常規(guī)的激光掃描測(cè)距傳感器（典型代表可見(jiàn)【申請(qǐng)?zhí)枴?01280055639. 9的專 利文檔，成熟產(chǎn)品有德國(guó)Sick掃描激光器）都采用全區(qū)域內(nèi)同一分辨率等角度掃描。在實(shí) 際應(yīng)用中有時(shí)需要部署在路面寬度較大場(chǎng)景下，如附圖2所示，同一分辨率等角度掃描便 會(huì)導(dǎo)致道路一側(cè)或兩側(cè)邊緣車(chē)道車(chē)身被掃描到的點(diǎn)數(shù)過(guò)少，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析時(shí)局部細(xì)節(jié)信息 過(guò)少，從而極大影響了車(chē)型識(shí)別和長(zhǎng)寬高測(cè)量的精度。
[0004] 因此，亟需一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器，解決邊緣車(chē)道或特殊區(qū)域內(nèi) 車(chē)身掃描點(diǎn)過(guò)少的問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器，可W實(shí)現(xiàn)任意 角度變分辨率掃描，用于解決大角度下邊緣車(chē)道或特殊區(qū)域內(nèi)車(chē)身掃描點(diǎn)數(shù)過(guò)少的問(wèn)題， 實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距傳感器在區(qū)域范圍內(nèi)變掃描分辨率，增加車(chē)身掃描點(diǎn)數(shù)。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案；一種可變掃描分辨率的激光 測(cè)距傳感器包含激光發(fā)射模塊，掃描控制模塊、接收模塊、計(jì)時(shí)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。
[0007] 優(yōu)選的是，所述的掃描控制模塊、發(fā)射模塊和接收模塊=者同軸安裝，依次是接收 模塊、發(fā)射模塊和掃描控制模塊。
[000引所述的掃描控制模塊，其特征在于，包含45°鏡面、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和光電編碼器，且 45°鏡面與驅(qū)動(dòng)電機(jī)前端相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)尾端與光電編碼器直連，=者同軸安裝。
[0009] 所述的掃描控制模塊，其特征在于，驅(qū)動(dòng)電機(jī)隊(duì)直定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)45°鏡面繞同 軸線旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)掃描平面。
[0010] 所述的掃描控制模塊，其特征在于，光電編碼器實(shí)時(shí)的向發(fā)射模塊反饋當(dāng)前掃描 位置角度信息。
[0011] 所述的發(fā)射模塊，其特征在于，根據(jù)光電編碼器反饋的掃描位置角度e，在不同掃 描區(qū)間采用不同的發(fā)光頻率發(fā)光。
[0012] 優(yōu)選的是，發(fā)射模塊在150-180°掃描區(qū)域發(fā)光頻率是0-150°掃描區(qū)域發(fā)光頻 率的1-5倍。
[0013] 具體的是，掃描控制模塊中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)45°鏡面處于0角位置，掃描 控制模塊中的光電編碼器將當(dāng)前掃描位置角度0反饋給發(fā)射模塊。發(fā)射模塊根據(jù)當(dāng)前角 度e，選擇預(yù)先設(shè)定好的對(duì)應(yīng)區(qū)間的發(fā)光頻率發(fā)射激光脈沖，計(jì)時(shí)模塊記錄此時(shí)發(fā)射時(shí)刻 時(shí)間ti。激光脈沖經(jīng)45°鏡面反射打到被測(cè)物體上，經(jīng)被測(cè)物體表面反射后的回波信號(hào)再 經(jīng)45°鏡面反射進(jìn)入接收模塊，此時(shí)計(jì)時(shí)模塊記錄下接收時(shí)刻時(shí)間t2,再經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊 計(jì)算出當(dāng)前掃描角下0的測(cè)距距離L。
[0014] 數(shù)據(jù)處理模塊W時(shí)間飛行理論為依據(jù)計(jì)算測(cè)距距離以對(duì)于沒(méi)有回波信號(hào)（10) 時(shí)，作打飛點(diǎn)處理，測(cè)距距離為0,則有：
[0015]
[0016] 所述掃描分辨率計(jì)算方法為，假定驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為50赫茲，掃描角度范圍為 0-180度，發(fā)射模塊發(fā)光頻率為36K赫茲，則電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈掃描360個(gè)點(diǎn)，每r掃描到2 個(gè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)0.5°分辨率掃描。
[0017] -個(gè)實(shí)施例子中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為50赫茲，掃描角度范圍0-150度發(fā)射模塊發(fā)光 頻率為36K赫茲，實(shí)現(xiàn)0.5°分辨率掃描。掃描角度范圍150-180度發(fā)射模塊發(fā)光頻率為 72K赫茲，實(shí)現(xiàn)0. 25°分辨率掃描。
[001引本實(shí)用新型有益效果如下：
[0019] 由于采用有別于常規(guī)的全區(qū)域同一分辨率掃描，可W靈活的適用于大角度下，不 同掃描角度范圍采用不同分辨率掃描，獲取到特殊區(qū)域或邊界區(qū)域足夠多的車(chē)身點(diǎn)信息， 提高長(zhǎng)寬高測(cè)量和車(chē)型識(shí)別精度。
[0020] 本實(shí)用新型很好的解決了大角度下邊緣車(chē)道或特殊區(qū)域內(nèi)車(chē)身掃描點(diǎn)數(shù)過(guò)少，導(dǎo) 致車(chē)型識(shí)別精度和長(zhǎng)寬高測(cè)量精度低的問(wèn)題。針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景和測(cè)量需要，可W靈活改 變?nèi)我饨嵌确秶膾呙璺直媛士?，提高測(cè)量精度。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1變掃描分辨率激光測(cè)距傳感器組成示意圖
[0022] 圖2常規(guī)等角度掃描應(yīng)用示意圖
[0023] 圖3變掃描分辨率激光器用于寬度測(cè)量示意圖
[0024] 圖4變掃描分辨率激光器用于長(zhǎng)度測(cè)量示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此需要說(shuō)明 的是，對(duì)于該些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限 定。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所設(shè)及到的技術(shù)特征只要彼此之間未 構(gòu)成沖突就可W相互組合。
[0026]實(shí)例1
[0027] 如圖3所示，將本實(shí)用新型提供的變掃描分辨率激光測(cè)距傳感器安裝于7400mm 高的龍口架左側(cè)，垂直車(chē)輛行駛方向掃描。驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為50赫茲，掃描角度范圍為 0-180度。預(yù)先設(shè)定好角度范圍在[0120]度內(nèi)發(fā)射模塊發(fā)光頻率為36K赫茲，角度范圍在 (120150]度內(nèi)發(fā)射模塊發(fā)光頻率為72K赫茲。此時(shí)（120150]度區(qū)間W分辨率(6)=0.25°掃 描，每度能掃描到2個(gè)點(diǎn)，（120150]度區(qū)間W分辨率口 =化掃描，每度能掃描到4個(gè)點(diǎn)。 [002引當(dāng)車(chē)輛靠近激光器在角度范圍（60120]度內(nèi)行駛通過(guò)時(shí)，用分辨率巧=0.5°掃描 能捕獲到車(chē)身足夠多的掃描點(diǎn)。同時(shí)，遠(yuǎn)離激光器在角度范圍（120150]度內(nèi)行駛通過(guò)時(shí)， 用分辨率口 =0.25°掃描也能捕獲到車(chē)身足夠多的掃描點(diǎn)，提供更詳細(xì)的車(chē)身信息，很好的 解決了邊緣車(chē)道或特殊區(qū)域車(chē)身掃描點(diǎn)數(shù)過(guò)少問(wèn)題，大大提高寬度測(cè)量精度。
[0029] 實(shí)例 2
[0030] 如圖4所示，將本實(shí)用新型提供的變掃描分辨率激光測(cè)距傳感器安裝于高6500mm 高的L型架上，沿著車(chē)輛行駛方向掃描。驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為50赫茲，掃描角度范圍為0-180 度。預(yù)先設(shè)定好角度范圍在[0120]度內(nèi)發(fā)射模塊發(fā)光頻率為36K赫茲，角度范圍在 (120150]度內(nèi)發(fā)射模塊發(fā)光頻率為IOOK赫茲。此時(shí)（120150]度區(qū)間W分辨率^=0.25° 掃描，（120150]度區(qū)間W分辨率(C=化18°掃描。
[0031] 當(dāng)車(chē)輛從本實(shí)用新型提供的激光器下通過(guò)時(shí)，靠近激光器的車(chē)身尾部處于分辨率 ^"=化5°掃描區(qū)，能捕獲到足夠多的點(diǎn)。遠(yuǎn)離激光器的車(chē)身頭部處于分辨率^^=0.18°掃描 區(qū)，同樣能捕獲到足夠多的點(diǎn)，提供從車(chē)頭到車(chē)位足夠多的掃面車(chē)身信息，很好的解決了車(chē) 頭或車(chē)位掃描點(diǎn)數(shù)過(guò)少問(wèn)題，大大提高了車(chē)長(zhǎng)測(cè)量精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器，包含發(fā)射模塊、接收模塊、計(jì)時(shí)模塊、掃描 控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，其特征在于： 所述的發(fā)射模塊，根據(jù)掃描控制模塊反饋的當(dāng)前掃描位置的角度信息在相應(yīng)角度采用 對(duì)應(yīng)頻率發(fā)射激光脈沖； 所述的掃描控制模塊，由45°鏡面、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和光電編碼器組成，用于反饋當(dāng)前掃描位 置的角度信息。2. 如權(quán)利要求1所述的一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器，其特征在于，所述 45°鏡面與驅(qū)動(dòng)電機(jī)前端相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)尾端與光電編碼器直連，三者同軸安裝。3. 如權(quán)利要求1所述的一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器，其特征在于，所述驅(qū) 動(dòng)電機(jī)以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)45°鏡面繞同軸線旋轉(zhuǎn)在空間形成一個(gè)掃描面。4. 如權(quán)利要求1所述的一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器，其特征在于，所述光 電編碼器向發(fā)射模塊反饋當(dāng)前掃描位置的角度信息。5. 如權(quán)利要求1所述的一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器，其特征在于，所述發(fā) 射模塊，根據(jù)光電編碼器反饋的掃描位置角度信息，在不同掃描區(qū)間采用不同的發(fā)光頻率 發(fā)光。
【專利摘要】本實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種可變掃描分辨率的激光測(cè)距傳感器。該激光測(cè)距傳感器關(guān)鍵的是發(fā)射模塊和掃描控制模塊。其中，掃描控制模塊由45°鏡面、光電編碼器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成。該激光測(cè)距傳感器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)45°鏡面旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)掃描面。通過(guò)光電編碼器向發(fā)射模塊反饋當(dāng)前掃描位置角度信息，發(fā)射模塊按照對(duì)應(yīng)角度區(qū)域預(yù)先設(shè)定的發(fā)光頻率發(fā)光。通過(guò)在不同角度區(qū)域采用不同發(fā)光頻率發(fā)光，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)變分辨率掃描，以解決車(chē)型識(shí)別和長(zhǎng)寬高測(cè)量時(shí)路面邊界區(qū)域或特殊區(qū)域掃描點(diǎn)數(shù)過(guò)少的問(wèn)題，從而提高車(chē)型識(shí)別和長(zhǎng)寬高測(cè)量精度。
【IPC分類(lèi)】G01S17/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204679638
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520435731
【發(fā)明人】李康, 張英杰, 鄧永強(qiáng), 武宏偉
【申請(qǐng)人】武漢萬(wàn)集信息技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月24日