[实用新型]一种二维扫描式激光测距装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光应用技术领域，尤其涉及一种二维扫描式激光测距装置。 

背景技术

激光技术作为近年来高新科技发展的尖端技术，已经被越来越多的应用于社会生产生活的各个领域。激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。现已发现的激光工作物质有几千种，波长范围从软X射线到远红外。 

而其中激光测距技术，更是激光技术扩展领域的一个重要方面。激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定(又称激光测距)的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。 

近几年来，随着科技的发展，扫描式激光测距技术也逐渐成熟。激光扫描仪是利用时间飞行原理来测量工件的尺寸及形状等工作的一种仪器，激光扫描测量系统基于激光测距原理。通过旋转的光学部件发射形成二维的扫描面，以实现区域扫描及轮廓测量功能。产品被广泛用于防撞、测量、导航、安防等，如设备防撞、散货体积测量、车型检测、自行小车导航、敏感区域防护等。 

而现阶段，扫描式激光测距装置通常使用的都是同轴系统来实现的。接收和发射的同轴系统设计，虽然可以有效保证光路的原路返回，但是在光路遮挡方面，会导致大量能量的损失，影响实际的测距效果。而现有的垂直轴方案，一般采取较小的反光镜，可以讲准直光路反射出去，而对于小反光镜的支撑结构，则会对于光路部分具有较大的遮挡。 

因此现有的扫描式激光测距方案，都存在各种各样的光路设计缺陷与弊端。 

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种二维扫描式激光测距装置，有利于收发垂直的扫描式激光测距装置的广泛推广，该装置包括： 

激光发射单元，用于产生一束脉冲式激光，并触发计时START信号； 

扫描单元：用电机带动45°反光转镜旋转的方式，将所述脉冲式激光在空间内形成一个二维扫描面； 

聚光接收单元，与激光发射方向所在轴线垂直，利用一块中间打孔的倾斜反光镜，在保证所述激光发射单元，可以将激光从所述倾斜反光镜中间的小孔中打出的同时，将回波能量的方向从水平方向反射到垂直方向，并配合聚焦、接收并放大激光打到被测物上产生的漫反射回波能量，并触发计时STOP信号； 

计时处理单元，根据所述发射和接收的触发信号，获取激光飞行时间，根据所述飞行时间计算各点距离，实现对于目标区域扫描式的激光测距；一个实施例中，所述激光发射单元采用驱动电路驱动激光二极管，并匹配准直透镜； 

其中，所述倾斜反光镜利用中间打孔的方式，在保证所述激光发射单元按产生的脉冲激光可以沿水平光路平行射出的同时，将回波能量反射到一个合适的接收角度。 

其中，所述倾斜反光镜的倾斜角度范围区间为：30°-60°。 

其中，所述倾斜反光镜与所述扫描单元中45°反光转镜反光面相对，用于改变回波能量的方向便于接收。 

其中，所述倾斜反光镜的形状可以为椭圆形和八边形。 

一个实施例中，所述分光单元包括：光学元器件与运动控制件的组合； 

一个实施例中，所述光学元器件包括：反光镜和/或分光镜； 

一个实施例中，所述运动控制件包括：电机； 

一个实施例中，所述聚光接收单元包括：反光镜、聚焦透镜、光电二极管和放大电路； 

一个实施例中，所述反光镜与分光单元反光镜同轴； 

一个实施例中，所述聚焦透镜与准直透镜所在轴线通过反光镜分离； 

一个实施例中，所述计时处理单元包括： 

计时芯片模块，用于通过接受激光发射单元与激光接收单元的触发信号，获取激光在空中飞行的时间； 

距离计算模块，用于通过激光在空中飞行的时间，计算扫描区域各点的距离信息。 

本实用新型实施例中一体式激光扫描交通情况调查装置基于激光测距技术，无需与其它装置配合使用，即可实现对于目标区域的一个二维扫描面内各点的动态扫描，实现非接触式的对于目标区域的精确距离测量。 

本实用新型用一块倾斜反光镜实现对于传统扫描式激光测距仪光路的发射与接收的同轴设计的大幅度改进。通过反光镜将整体光路在一个垂直轴上进行翻转，从而能够实现 光路接收与发送的彻底分离。而且在发送与接收光路分离的同时，可以极大程度上保证光路的完整性，通过在倾斜反光镜上打洞的设计方式，可以最大化接收光线的能量，大幅度提高扫描式激光检测器接收回波能量的能力，对于现阶段市面上扫描式激光测距的产品与方案，有着突破性的进展。 

附图说明