[发明专利]激光雷达以及激光雷达测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其是涉及一种激光雷达以及激光雷达测量装置。

背景技术

激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。由发射系统、接收成像系统、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成；接收成像系统采用望远镜和各种形式的光电探测器，如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。激光雷达采用脉冲或连续波两种工作方式，探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。

现有的激光雷达主要基于三角法，如图2所示，其原理是激光打在被测物体上时，由于距离z不同，导致激光光斑在成像器件上的位置x不同，通过测量x的位置即可反推z的精确数值，获取物体到激光器的距离。由于三角法一次通常只能测量一个点的距离，因此在实际工程测量中，经常利用旋转机构带动激光器与成像器件进行快速扫描来完成全景的距离测量。

旋转机构通常具有可靠性差、功耗高的缺点，因此基于上述技术的激光雷达不适用于恶劣的工作环境。对于一些颠簸强烈以及对功耗有严格要求的恶劣环境下，具有旋转机构的激光雷达不能适用。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光雷达以及激光雷达测量装置，很大程度上解决了上述问题。

本发明的第一目的在于提供一种激光雷达。

本发明的第二目的在于提供一种激光雷达测量装置。

一方面，本发明提供的一种激光雷达，包括依次设置的环形激光光束发射系统、接收成像系统以及信息处理器；其中，

所述发射系统用于发射激光光束并将该光束投射在被测量物体上；

所述接收成像系统与所述发射系统相对设置，所述接收成像系统用于接收投射在被测量物体上的激光光束并成像；

所述信息处理器用于定位激光光束在接收成像系统的成像位置并计算被测量物体的精确位置。

进一步地，所述发射系统为环形激光器，所述接收成像系统为摄像头。

进一步地，所述信息处理器为图像信号处理器。

进一步地，所述环形激光器与摄像头之间设置有用于对激光光束进行编码调制的激光调制器。

进一步地，所述激光调制器和摄像头之间设有用于聚焦激光光束的反射镜组。

进一步地，所述摄像头的镜头面与所述环形激光器为相对设置。

进一步地，所述摄像头与图像信号处理器为电连接。

进一步地，所述图像信号处理器包括依次通过电连接的激光脉冲解码模块、激光定位模块和映射世界坐标模块；其中，

所述激光脉冲解码模块用于提取激光条带；

所述激光定位模块用于对提取的激光条带进行细化操作，提取精光条带的骨架图，获取激光条带的精确位置；

所述映射世界坐标模块用于对获取的激光条带的精确位置进行标定，获取激光条带像素到光源中心的距离，通过标定参数，转换为世界坐标系的真实距离，从而获得被测量物体的精确位置。

进一步地，所述环形激光器为沿竖直方向自其底端至其顶端的任意一个水平面上能够360度辐射环形激光束的激光器。

另一方面，本发明还提供一种激光雷达测量装置，包括所述的激光雷达。

与现有技术相比，本发明能够达到以下有益效果：

本发明提供的激光雷达，包括依次设置的环形激光光束发射系统、接收成像系统以及信息处理器；其中，所述发射系统用于发射激光光束并将该光束投射在被测量物体上；所述接收成像系统与所述发射系统相对设置，所述接收成像系统用于接收投射在被测量物体上的激光光束并成像；所述信息处理器用于定位激光光束在接收成像系统的成像位置并计算被测量物体的精确位置，发射系统能够发射环形激光光束，相较于以往的旋转机构带动激光器转动，大大简化了结构，而且它还可以适应一些颠簸强烈以及对功耗有严格要求的恶劣环境，由于其为固态激光雷达，没有复杂的结构，即使面对颠簸或者恶劣环境，也不会出现结构散落等情况，结构稳定性好。