[发明专利]自适应调整扫描角度的激光扫描探测装置及方法

权利要求书

1.一种自适应调整扫描角度的激光扫描探测装置，其特征在于：包括角度调整装置、激光扫描探测装置、主控模块(7)和外壳组件，角度调整装置、激光扫描探测装置、主控模块(7)均设置在外壳组件内，角度调整装置和激光扫描探测装置分别与主控模块(7)连接，通过主控模块(7)控制角度调整装置实现旋转电机(11)轴线的角度调整功能，控制激光扫描探测装置实现目标探测与识别功能；

所述角度调整装置包括第一步进电机(1)、第二步进电机(2)和连接块(3)，第一步进电机(1)的输出轴与第二步进电机(2)连接，第二步进电机(2)的输出轴通过连接块(3)连接激光扫描探测装置，第一步进电机(1)固定在电机支撑架(4)顶面，第一步进电机(1)和第二步进电机(2)分别与主控模块(7)电连接；

所述激光扫描探测装置包括旋转电机(11)、发射棱镜架(12)、接收棱镜架(10)、激光发射器(14)、激光接收器(8)、发射棱镜(13)和接收棱镜(9)，旋转电机(11)与连接块(3)连接，旋转电机(11)的一根输出轴通过发射棱镜架(12)连接发射棱镜(13)，另一根输出轴通过接收棱镜架(10)连接接收棱镜(9)，旋转电机(11)实现发射棱镜(13)和接收棱镜(9)沿oz轴旋转，第一步进电机(1)实现发射棱镜(13)和接收棱镜(9)沿oy轴旋转，第二步进电机(2)实现发射棱镜(13)和接收棱镜(9)沿ox轴旋转；激光发射器(14)和激光接收器(8)分别固定在透明固定架(6)两端，其中激光发射器(14)靠近发射棱镜(13)一侧，正对发射棱镜(13)，激光接收器(8)正对接收棱镜(9)，激光发射器(14)、激光接收器(8)分别与主控模块(7)无线连接。

2.根据权利要求1所述的自适应调整扫描角度的激光扫描探测装置，其特征在于：所述外壳组件包括透明固定架(6)、透明罩(5)、电机支撑架(4)，透明固定架(6)作为整个支撑部件，透明固定架(6)的两端封闭，四周通过透明罩(5)包裹密封，电机支撑架(4)一端固定在透明罩(5)内壁，主控模块(7)固定在电机支撑架(4)底面。

3.根据权利要求1所述的自适应调整扫描角度的激光扫描探测装置，其特征在于：所述第一步进电机(1)的输出轴与第二步进电机(2)的输出轴垂直。

4.一种基于上述权利要求1-3中任意一项所述的自适应调整扫描角度的激光扫描探测装置的探测方法，其特征在于，调整扫描角度步骤如下：

步骤1、主控模块(7)向旋转电机(11)、激光发射器(14)和激光接收器(8)发送启动信号，激光发射器(14)持续发射脉冲激光，旋转电机(11)带动发射棱镜(13)和接收棱镜(9)旋转周视扫描目标，激光接收器(8)将获取的回波信号传输给主控模块(7)；

步骤2、主控模块(7)根据回波信号解算旋转电机(11)轴线和目标运动方向在垂直投影上的夹角θ；

步骤3、主控模块(7)根据旋转电机(11)轴线和目标运动方向在垂直投影上的夹角θ，运用最佳角度模型求解第一步进电机(1)的最小脉冲数k₁和第二步进电机(2)的最小脉冲数k₂；

步骤4、通过主控模块(7)控制角度调整装置中的第一步进电机(1)和第二步进电机(2)旋转相应角度，改变旋转电机(11)轴线的垂直投影方向，改变激光探测装置扫描目标过程中旋转电机(11)转动时形成的扫描线方向，从而改变激光扫描目标方向；

步骤5、探测装置重新扫描目标，获得角度调整后的目标图像。