[发明专利]一种微镜扫描探测装置及探测方法

说明书

本申请公开了一种具有微镜的扫描探测方法，光发射模块发出红外探测光；所述微镜在工作过程中不断转动，将红外探测光以不同的角度反射到外部环境中；数据处理模块通过飞行时间法计算扫描探测装置与障碍物之间的距离；其中，所述接收模块中具有面阵光电传感器；所述接收模块与光发射模块采取收发分置的结构。采用本申请所涉及的微镜扫描探测装置及方法：（1）不需要精确知道微镜的转动角度，只需要探测范围覆盖接收模块接收视场的范围；（2）通过面阵光电传感器来确定障碍物的方位角度；（3）由于通过微镜来将探测光进行反射，使得光发射模块直接发出的探测光光束集中，增加了探测光的光强，进而使得探测装置能够探测到更远处的障碍物。

技术领域

本申请涉及一种探测装置，特别涉及一种具有微镜的扫描探测装置。以及该探测装置的扫描探测方法。

背景技术

3D视觉装置能够对周围环境3D图像的深度信息进行探测，在机器人、智能移动平台等领域具有广泛的应用场景。目前的3D视觉装置一种方式是使用全固态的结构，即在装置中没有任何机械旋转结构，通过对装置发射模块的探测光发散角、接收模块的接收视场角设计，来对一定距离内、一定范围内的物体进行距离探测。其他的一种3D视觉装置采用旋转扫描的方式来进行探测，即通过电机驱动探测装置360度不断旋转，从而实现对周围环境的360度扫描。还有一种3D视觉装置采用介于上述两种装置之间的一种方式，装置本身整体不发生旋转，而在装置内部设置有微机械转动结构，例如微反射镜，来对发射模块中光源发出的探测光进行方向改变，从而以不同角度发射到周围环境中，实现对探测局域的扫描探测。

然而，在现有技术中，采用微镜结构的探测装置：（1）通常需要准确获知微镜的转动角度多少和/或微镜的角度位置状态；（2）通常探测光源在探测局域内要求不能够重合，以防止造成扫描成像信息不准确，对探测光的出射角度以及光束准直质量要求较高；（3）在每个角度需要完成对信号的接收以及数据处理之后，才进行下一个角度的探测。

发明内容

本申请提供一种微镜扫描探测方法，光发射模块发出红外探测光，所述红外探测光照射到微镜上；所述微镜在工作过程中不断转动，将红外探测光以不同的角度反射到外部环境中；被微镜反射的红外探测光遇到障碍物后，被障碍物反射；接收模块接收由被障碍物反射的红外探测光，将光信号转换为电信号；数据处理模块依据接收模块接转换的电信号，通过飞行时间法计算扫描探测装置与障碍物之间的距离；其中，所述接收模块中具有面阵光电传感器；所述接收模块与光发射模块采取收发分置的结构。

进一步地，所述面阵光电传感器为由M行N列个独立光电传感器单元所组成的一块面阵光电传感器，其中，M大于等于1，N大于等于1，但M和N非同时等于1。

在其中的任一实施例中，所述微镜为单轴转动微镜，或者为X-Y两个轴的双轴转动微镜，被微镜反射的红外探测光所覆盖的视场范围大于或者等于接收模块的接收视场范围。

在其中的任一实施例中，在微镜工作过程中每两个相邻的不同转动角度状态中，被微镜反射的红外探测光在探测视场范围具有重叠的部分，或者不具有重叠的部分。

在其中的任一实施例中，通过面阵光电传感器的其中每个光电传感器单元在面阵光电传感器中所处的位置，来确定探测区域中障碍的方位角度。

在其中的任一实施例中，光发射模块发出线光源，所述微镜单轴转动，所述微镜在与线光源正交的方向上转动。

在其中的任一实施例中，在接收模块接收到被障碍物反射的红外探测光，将光信号转换为电信号后，在数据处理模块基于所述电信号进行距离计算的过程中，同时控制微镜转动到下一个探测角度。

在其中的任一实施例中，当所述接收模块中光电传感单元接收到的被障碍物反射的红外探测光的光强数值低于置信值时，放弃依据该光电传感器单元所得到的距离值；当所述接收模块中光电传感单元接收到的被障碍物反射的红外探测光的光强数值高于置信值时，保留依据该光电传感器单元所得到的距离值。