[实用新型]一种基于TOF的大角度测距装置

说明书

本实用新型公开了一种基于TOF的大角度测距装置，包括TOF处理芯片、发射管、发射透镜、接收透镜和接收管；所述发射管和所述接收管通过PCB电路板分别与所述TOF处理芯片连接；所述发射透镜和所述接收透镜均采用大角度透镜，所述大角度透镜呈圆台状，所述圆台的下底面为波浪面，所述圆台的顶部为内凹的腔体，所述腔体周圈为圆柱形，所述腔体底部为向上凸起弧状结构。测距装置最终的探测区域由常规的±5°以内的圆锥形探测区域扩展为椭圆形的探测区域，保证在非探测方向上能量更集中，在探测方向上角度大，有效地解决了传统单点测距盲区大、探测范围小的问题，实现大角度、远距离测距的目的。

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，具体涉及一种基于TOF的大角度测距装置，应用于AGV、机器人等避障。

背景技术

现今测距技术在工业领域广泛应用,一般的光电测距传感器包含发射装置、接收装置和对应的信号处理芯片，其中发射装置和接收装置中的透镜的出射面为平面，出射的光线不改变出射方向，近似为平行光,因此对应的探测角度较小，一般不超过±5°，对于探测角度以外的物体无法感知。应用于工业避障或者工业安全区域设定上，有较大的测量盲区，存在隐患。

使用插件或者贴片LED作为光电测距发射装置的传感器对应的探测角度为圆锥形，虽然探测角度大，但是能量不集中，探测距离近。

随着工业自动化、物联网蓬勃发展，常规的一维测距传感器已经不满足AGV、工业机器人等自动化设备的安全需求。而固态激光雷达、360°旋转激光测距装置存在成本高、体积大、安装限制多等问题，市场推广进程缓慢。

因此需要提供大角度的测距装置以解决传统一维测距方向单一、盲区大的问题。

实用新型内容

为解决测距探测角度较小,盲区大的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于TOF的大角度测距装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于TOF的大角度测距装置，包括TOF处理芯片、发射管、发射透镜、接收透镜和接收管；所述发射管和所述接收管通过PCB电路板分别与所述TOF处理芯片连接；在所述发射管的发射方向设置所述发射透镜，在所述接收管的接收方向设置所述接收透镜；

所述发射透镜和所述接收透镜均采用大角度透镜，所述大角度透镜呈圆台状，所述圆台的下底面为波浪面，所述圆台的顶部为内凹的腔体，所述腔体周圈为圆柱形，所述腔体底部为向上凸起弧状结构。

进一步的，所述波浪面为凸起和凹陷相间的竖条状结构，所述波浪面的波浪形状呈现凹凸圆弧形状。

进一步的，所述发射管的发射方向正对所述大角度透镜的所述凸起弧状部位。

进一步的，在所述PCB电路板上,所述发射管周围设置第一支撑圈支撑所述发射透镜,所述接收管周围设置第二支撑圈支撑所述接收透镜。

进一步的，所述发射管的发射光线经所述波浪面竖条方向的出射光线近似为平行光。

进一步的，所述发射管的发射光线经所述波浪面竖条的垂直方向的出射光线先汇聚在所述波浪面之前然后再发散。

进一步的，所述发散的角度可通过所述波浪面的形状调节。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提出一种基于TOF的大角度测距装置，发射透镜和接收透镜均采用大角度透镜，所述大角度透镜的出射面为波浪面，通过改变出射面波浪的形状来调节出射角度及光斑能量的均匀程度。

测距装置最终的探测区域由常规的±5°以内的圆锥形探测区域扩展为椭圆形的探测区域，保证在非探测方向上能量更集中，在探测方向上角度大，有效地解决了传统单点测距盲区大、探测范围小的问题，实现大角度、远距离测距的目的。