[发明专利]旋转式激光扫描装置

说明书

本发明涉及一种旋转式激光扫描装置，该装置包括旋转棱镜、旋转驱动件、激光器，所述激光器具有激光收发端，旋转棱镜具有多个侧棱面，旋转驱动件与旋转棱镜连接以驱动旋转棱镜进行旋转，在旋转棱镜旋转时各个侧棱面依次旋转到面对所述激光收发端位置，并在该位置时将激光器发出的激光和返回的激光进行反射，使激光出射方向偏转预定角度，并旋转扫描。该旋转棱镜旋转时，各侧棱面依次反射激光，因而，通过一个激光器配合旋转棱镜即可实现激光雷达扫描的效果，结构简便，扫描方式快速高效。而且，通过旋转棱镜，将激光器的出射角度进行了偏转，可广泛应用于驾驶辅助系统、无人驾驶系统及移动机器人、无人驾驶飞机避障与导航等领域。

技术领域

本发明涉及激光扫描技术领域，具体涉及一种旋转式激光扫描装置。

背景技术

随着激光技术的发展，激光扫描技术越来越广泛地应用于测量、交通、驾驶辅助和无人机、移动机器人等领域。现有的激光扫描雷达一般制造成本高，结构较为复杂，有些则是体积和质量都较大，不利于在激光雷达在驾驶辅助系统、无人驾驶系统及移动机器人、无人驾驶飞机避障与导航领域的应用。

激光扫描主要是通过快速持续地发射多个脉冲，这些发射的方向以某种方式连续变化，将每个距离测量值看成一个像素，快速持续发射和记录的像素的收集就称为“点云”。目前，有些激光扫描装置利用单激光发射器、探测器结合一些移动的镜子的结合体以实现跨过至少一个面的扫描。这种装置利用移动镜子配合，往往需要较多的机构配合，而且扫描效果并不理想。而且，这些扫描是直线扫描，难以将激光出射的角度进行偏转扫描。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构紧、快速高效、扫描范围角度可选择或调节的旋转式激光扫描装置，该装置扫描角度相对激光出射偏转一定角度。

一种旋转式激光扫描装置，包括旋转棱镜、旋转驱动件、激光器，所述激光器具有激光收发端，所述旋转棱镜具有多个侧棱面，所述旋转驱动件与旋转棱镜连接以驱动旋转棱镜进行旋转，在旋转棱镜旋转时各个侧棱面依次旋转到面对所述激光收发端位置，并在该位置时将所述激光器发出的激光和返回的激光进行反射，使激光出射方向偏转预定角度，并旋转扫描。

进一步地，，所述旋转驱动件为电机，所述旋转棱镜通过一个转接轴连接于电机，所述旋转棱镜具有顶面和底面，所述转接轴连接于旋转棱镜的底面。

进一步地，所述旋转式激光扫描装置还固设有光电传感器，所述转接轴上还套接有一个无源编码器，所述光电传感器与无源编码器位置对应，用于感测旋转过程中无源编码器反馈的光信号，以监测到旋转棱镜的旋转角度方位。

进一步地，还包括线路板，所述线路板还具有控制芯片、电机驱动模块，所述控制芯片与所述电机驱动模块连接，用于控制电机驱动模块，所述电机驱动模块在控制芯片的控制下，驱动电机。

进一步地，所述控制芯片与所述光电传感器连接，用于处理所述光电传感器的数据。

进一步地，所述线路板还具有接口电路及其接口，所述接口电路与控制芯片连接，用于进行数据传输。

进一步地，所述激光器为多线激光器，多线激光器包括多个激光收发元件，多个激光收发元件的光轴方向相互之间成预定夹角。

进一步地，多个激光收发元件各光轴两两之间夹角相等，多个激光收发元件安装于固定同一个位置或同一圆周或者沿着棱镜厚度方向依次排列，多个激光收发元件的各光轴沿着旋转棱镜厚度方向由上到下或由下到上依次呈均匀发散状排列。

进一步地，还包括位于旋转棱镜反射光出射方向的透镜组，所述透镜组用于将出射激光调节为预定角度范围的光线或平行的光线。

进一步地，所述旋转棱镜为三棱镜，所述三棱镜为空心结构或蜂窝状结构。