[发明专利]一种通过锥形反射镜制作的二维光学雷达的感测装置

说明书

本发明提供一种通过锥形反射镜制作的二维光学雷达的感测装置，主要系扩散组件扩散光源以形成扩散光，且将该光源导向反射组件的反射面上，再透过该反射面将该扩散光反射至反射物后，该反射物则再将该扩散光反射以形成反射光，且将该反射光反射至该反射面上，以透过该反射面将该反射光反射至光学透镜上，最后则透过该光学透镜将该反射光导向感测模块上，以透过该感测模块接收该反射光，藉此达成全方位实时扫描之功效，以一次性的侦测360度的环境特性点，进而准确且稳定的提供各特性点与机器人之间的相对位置。

技术领域

本发明提供一种通过锥形反射镜制作的二维光学雷达的感测装置，尤指一种通过二维光学雷达进行全方位扫描的感测装置。

背景技术

光学雷达是一种光学遥感技术，可向目标物体发射激光束(通常是脉冲激光)。现今的光学雷达感测装置，通常是由一个具有旋转云台的激光感测装置与各种定位或定向系统(POS)所组成，其包括全球卫星定位系统(GPS)、惯性测量单位(IMU)和其他传感器。激光感测装置采用二维(2D)激光扫描，以存取360度的水平面全景数据，以及40度左右的垂直视野。光学雷达感测装置则会利用各激光束的反射时间来判定与目标之间的范围距离。每次的激光束反射，可利用光学雷达感测装置的位置、方向、旋转云台上的扫描镜的角度以及与目标之间的斜距计算得出，并根据共同参考系统做调整，而这些反射数据的集合则称为「点云」(Point Cloud)。

然而，习知的光学雷达感测装置需要旋转云台才可进行360度的环境扫描及存取水平面全景数据，但因所述旋转云台需透过马达驱动及电力供应才可进行旋转扫描之作动，故当马达进行驱动时，则可能因马达转速不稳定，又或是供电系统故障而不敷使用，以致旋转云台无法有效的进行360度环境扫描，而无法输出量测值，且在不同时间上扫描同一点位置上的360度环境时，则会出现误差。

再者，于机器人上设置所述旋转云台时，会增加机器人本身的动件及体积，进而增加机器人本身的电力消耗；又因旋转云台的扫描频率低(5～6Hz)，进而导致地图扫描的精确度低。

如此，于本领域上提供可一次性且无误差的进行360度环境扫描，且无需设置所述旋转云台以增加机器人的动件及体积，即是现今亟需改善的问题。

发明内容

为解决前揭之问题，本发明之一目的在于提供一种通过锥形反射镜制作的二维光学雷达的感测装置，其利用扩散组件扩散光源，且将该光源导向反射组件的反射面上，以透过该反射面将已扩散的该光源反射至反射物后，该反射物则再将该光学反射以形成反射光，且将该反射光反射至该反射面上，以透过该反射面将该反射光反射至光学透镜上，最后则透过该光学透镜将该反射光导向感测模块上，以透过该感测模块接收该反射光，藉此达成全方位实时扫描之功效，以一次性的侦测360度的环境特性点，进而准确且稳定的提供各特性点与机器人之间的相对位置。

为达上述之目的，本发明提供一种通过锥形反射镜制作的二维光学雷达的感测装置，其包括：

感测模块；

光源模块，该光源模块设于该感测模块相邻处的第一方向上，该光源模块提供光源：

扩散组件，该扩散组件设于该光源模块相邻处的该第一方向上，该扩散组件接收该光源，且将该光源朝该第一方向上扩散，以形成扩散光；

反射组件，该反射组件设于该扩散组件扩散该光源的该第一方向上，该反射组件环设有反射面，该反射面接收该扩散光，以将该扩散光反射至反射物上，当该反射物接收到该扩散光时，该反射物则反射该扩散光以形成反射光，且将该反射光反射至该反射面上，以利用该反射面反射该反射光；以及

光学透镜，该光学透镜设于该光源模块与该反射组件之间，该光学透镜内部设有中空部，该中空部设于该光源模块提供该光源的第一方向上，以提供该光源穿透该中空部，该光学透镜接收该反射光，且将该反射光导向该感测模块上。