旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，包括：底座，相對(duì)于底座可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，設(shè)置于底座上的供電單元、第一通信單元，以及設(shè)置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的受電單元、第二通信單元以及多個(gè)光測(cè)距單元；多個(gè)光測(cè)距單元互不遮擋。多個(gè)光測(cè)距單元優(yōu)選是均勻分布在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上。供電單元和受電單元之間采用非接觸式供電；第一通信單元和第二通信單元之間采用非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)用新型專利技術(shù)成本低廉，采用非接觸式供電和非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低了干擾，在保持單個(gè)光測(cè)距單元性能不變的情況下，成倍提高了測(cè)距雷達(dá)的整機(jī)采樣速率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及雷達(dá)
，特別是涉及一種包括多個(gè)光測(cè)距單元的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)。
技術(shù)介紹
激光雷達(dá)是光電輻射探測(cè)和傳統(tǒng)雷達(dá)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的主動(dòng)成像技術(shù)，其在沿用電磁雷達(dá)測(cè)距原料的基礎(chǔ)上，采用探測(cè)波長(zhǎng)更短的光作為探測(cè)光源，相對(duì)于微波雷達(dá)和毫米波具有更高的空間分辨率，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)輪廓達(dá)毫米量級(jí)的高分辨率空間成像，廣泛應(yīng)用于各個(gè)
當(dāng)中。激光測(cè)距是利用激光對(duì)被測(cè)物體的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定的方法，其在工作時(shí)向被測(cè)物體發(fā)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)單元測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出被測(cè)物體的距離。自主機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)的過程中，需要實(shí)時(shí)的感知其周圍的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)環(huán)境，并對(duì)獲取的環(huán)境信息進(jìn)行分析融合，構(gòu)建地圖，從而決策最優(yōu)行進(jìn)路線。旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)因其具有360度全覆蓋、測(cè)距精度高、響應(yīng)快、體積小等特點(diǎn)，逐步成為環(huán)境測(cè)量感知領(lǐng)域的主流傳感器，被廣泛應(yīng)用在移動(dòng)機(jī)器人或空間測(cè)量裝置中。現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的激光測(cè)距單元主要采用三角測(cè)距法或脈沖測(cè)距法(TOF)等方式進(jìn)行測(cè)距，且測(cè)距的采樣速率主要受限于激光功率(必須滿足安全標(biāo)準(zhǔn)class1)、曝光時(shí)間和傳統(tǒng)的串行通訊速率。因此，期待通過這幾方面的改善來(lái)大幅提升旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的測(cè)量分辨率和測(cè)量速度是比較有限的。目前，自主機(jī)器人由于其行動(dòng)越來(lái)越靈活，移動(dòng)速度越來(lái)越快，因此，其對(duì)旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的要求越來(lái)越高。現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的測(cè)量速度和分辨率無(wú)法滿足自主機(jī)器人的需求。在保證測(cè)量精度和穩(wěn)定性前提下，提高激光雷達(dá)的分辨率，必須降低旋轉(zhuǎn)掃描速度，采樣速率也會(huì)隨之降低。如此，勢(shì)必減緩360度全覆蓋測(cè)距的測(cè)距速度。因此，如何在保證測(cè)距速度的同時(shí)提高旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)的測(cè)量分辨率是目前本領(lǐng)域的技術(shù)人員所亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本技術(shù)的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中如何在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)掃描速度下成倍提升測(cè)距的采樣速率，在保持測(cè)距速率的情況下提高光測(cè)距雷達(dá)的測(cè)量分辨率的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)提供一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，包括：底座、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、供電單元、受電單元、第一通信單元、第二通信單元和多個(gè)光測(cè)距單元；其中，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)于所述底座是可旋轉(zhuǎn)的；所述供電單元和所述第一通信單元設(shè)置于所述底座上；所述受電單元、所述第二通信單元和多個(gè)所述光測(cè)距單元設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，且多個(gè)所述光測(cè)距單元互不遮擋；所述受電單元分別與多個(gè)所述光測(cè)距單元連接；所述供電單元和所述受電單元之間采用非接觸式供電；所述第一通信單元和所述第二通信單元之間采用非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，多個(gè)所述光測(cè)距單元均勻分布在以所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心為圓心的圓周上。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)還包括多個(gè)與所述光測(cè)距單元相匹配的支撐件；所述支撐件固定在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述光測(cè)距單元固定在所述支撐件上。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，多個(gè)所述光測(cè)距單元通過所述支撐架固定在同一平面或不同平面。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述光測(cè)距雷達(dá)包括激光測(cè)距單元、或紅外光測(cè)距單元。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述激光測(cè)距單元包括激光發(fā)射器、濾光片、透鏡和線陣CCD圖像傳感器，其中，所述激光發(fā)射器背向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)置，用于向外發(fā)送激光；所述線陣CCD圖像傳感器背向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)置，用于接收經(jīng)過障礙物所反射回來(lái)的激光。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述激光測(cè)距單元包括激光發(fā)射器、激光接收器、計(jì)時(shí)器和數(shù)據(jù)處理器，其中，所述激光發(fā)射器背向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)置，用于向外發(fā)送激光；所述激光接收器背向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)置，用于接收經(jīng)過障礙物所反射回來(lái)的激光。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)還包括用于測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度的角度和轉(zhuǎn)速測(cè)量單元，所述角度和轉(zhuǎn)速測(cè)量單元設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，多個(gè)所述光測(cè)距單元與所述第二通信單元相連接，通過所述非接觸式數(shù)據(jù)傳輸將所述光測(cè)距單元的測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸至所述第一通信單元。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)還包括設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的控制處理單元，所述控制處理單元分別與所述第二通信單元、多個(gè)所述光測(cè)距單元連接，用于對(duì)多個(gè)所述光測(cè)距單元的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過所述非接觸式數(shù)據(jù)傳輸將處理結(jié)果傳輸至所述第一通信單元。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述第一通信單元和所述第二通信單元之間采用的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸包括：?jiǎn)温饭庑盘?hào)傳輸、多路光信號(hào)傳輸、單路無(wú)線電信號(hào)傳輸、和/或多路無(wú)線電信號(hào)傳輸。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)還包括位于所述底座上的初級(jí)線圈和位于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的次級(jí)線圈；所述初級(jí)線圈與所述供電單元連接；所述次級(jí)線圈和所述受電單元連接；所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈之間通過磁耦合構(gòu)成所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈之間的電能傳輸通道；通過所述電能傳輸通道實(shí)現(xiàn)了所述供電單元和所述受電單元之間的非接觸式供電。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈圍繞所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相向?qū)?yīng)設(shè)置。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述第一通信單元與所述初級(jí)線圈連接，所述第二通信單元與所述次級(jí)線圈連接；通過將數(shù)據(jù)調(diào)制到電能傳輸波形中以在所述電能傳輸通道中傳輸，從而實(shí)現(xiàn)所述第一通信單元和所述第二通信單元之間的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。于本技術(shù)的一實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)還包括位于所述底座上的第一耦合線圈和位于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的第二耦合線圈；所述第一耦合線圈連接在所述第一通信單元和所述初級(jí)線圈之間；所述第二耦合線圈連接在所述次級(jí)線圈和所述第二通信單元之間；通過所述第一耦合線圈和/或所述第二耦合線圈將數(shù)據(jù)耦合加載至電能傳輸波形中以在所述電能傳輸通道中傳輸，從而實(shí)現(xiàn)所述第一通信單元和所述第二通信單元之間的非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。如上所述，本技術(shù)的旋轉(zhuǎn)式光測(cè)距雷達(dá)，通過在360度的圓周上均勻設(shè)置多個(gè)光測(cè)距單元，使得在旋轉(zhuǎn)掃描的任意時(shí)刻可以同時(shí)獲取多個(gè)方位角的測(cè)量數(shù)據(jù)，等效采樣速率提升了多倍，綜合性能發(fā)生了質(zhì)的改變。相較于其他的光測(cè)距雷達(dá)，本技術(shù)用較低的成本實(shí)現(xiàn)了測(cè)距采樣速率的成倍提高，同時(shí)又保持了單個(gè)光測(cè)距單元的性能不變，特別適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的自主定位導(dǎo)航的機(jī)器人上。并且，通過非接觸式供電和非接觸式數(shù)據(jù)傳輸，降低了被干擾的風(fēng)險(xiǎn)，提高了產(chǎn)品的可靠性。附圖說(shuō)明圖1顯示為本技術(shù)實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示為本實(shí)施新型的實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)和底座的另一種連接方式的原理示意圖。圖3顯示為本技術(shù)的另一實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖4顯示為本技術(shù)的另一實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖5顯示為本技術(shù)的另一實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖6顯示為本技術(shù)實(shí)施例公開的一種包括2個(gè)激光測(cè)距單元的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，2個(gè)激光測(cè)距單元在旋轉(zhuǎn)臺(tái)表面的均勻分布設(shè)置示意圖。圖7顯示為本技術(shù)實(shí)施例公開的一種包括3個(gè)激光測(cè)距單元的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，3個(gè)激光測(cè)距單元在旋轉(zhuǎn)臺(tái)表面的均勻分布設(shè)置示意圖。圖8顯示為本技術(shù)的實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)的激光測(cè)距單元采用三角測(cè)距本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于，包括：底座、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、供電單元、受電單元、第一通信單元、第二通信單元和多個(gè)光測(cè)距單元；其中，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)于所述底座是可旋轉(zhuǎn)的；所述供電單元和所述第一通信單元設(shè)置于所述底座上；所述受電單元、所述第二通信單元和多個(gè)所述光測(cè)距單元設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，且多個(gè)所述光測(cè)距單元互不遮擋；所述受電單元分別與多個(gè)所述光測(cè)距單元連接；所述供電單元和所述受電單元之間采用非接觸式供電；所述第一通信單元和所述第二通信單元之間采用非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于，包括：底座、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、供電單元、受電單元、第一通信單元、第二通信單元和多個(gè)光測(cè)距單元；其中，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)于所述底座是可旋轉(zhuǎn)的；所述供電單元和所述第一通信單元設(shè)置于所述底座上；所述受電單元、所述第二通信單元和多個(gè)所述光測(cè)距單元設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，且多個(gè)所述光測(cè)距單元互不遮擋；所述受電單元分別與多個(gè)所述光測(cè)距單元連接；所述供電單元和所述受電單元之間采用非接觸式供電；所述第一通信單元和所述第二通信單元之間采用非接觸式數(shù)據(jù)傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于：在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，多個(gè)所述光測(cè)距單元均勻分布在以所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心為圓心的圓周上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)還包括多個(gè)與所述光測(cè)距單元相匹配的支撐件；所述支撐件固定在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述光測(cè)距單元固定在所述支撐件上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于：多個(gè)所述光測(cè)距單元通過所述支撐架固定在同一平面或不同平面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于：所述光測(cè)距雷達(dá)包括激光測(cè)距單元、或紅外光測(cè)距單元。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于：所述激光測(cè)距單元包括激光發(fā)射器、濾光片、透鏡和線陣CCD圖像傳感器，其中，所述激光發(fā)射器背向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)置，用于向外發(fā)送激光；所述線陣CCD圖像傳感器背向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)置，用于接收經(jīng)過障礙物所反射回來(lái)的激光。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于：所述激光測(cè)距單元包括激光發(fā)射器、激光接收器、計(jì)時(shí)器和數(shù)據(jù)處理器，其中，所述激光發(fā)射器背向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)置，用于向外發(fā)送激光；所述激光接收器背向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)置，用于接收經(jīng)過障礙物所反射回來(lái)的激光。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)還包括用于測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度的角度和轉(zhuǎn)速測(cè)量單元，所述角度和轉(zhuǎn)速測(cè)量單元設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式測(cè)距雷達(dá)，其特征在于：多個(gè)所述光...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊紅，何林，楊亞運(yùn)，唐旋來(lái)，李通，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海擎朗智能科技有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：上海;31