一種固態多線測距裝置制造方法及圖紙

一種固態多線測距裝置，包括發射光模塊、測距模塊、圖像傳感器及分光鏡，所述發射光模塊發出紅外探測光，所述紅外探測光射向環境中，遇到被測物體被反射；由被測物體反射的紅外探測光和環境可見光入射到分光鏡上，所述分光鏡將紅外探測光與環境可見光分離；所述測距模塊接收被分光鏡透過或者反射的紅外探測光，基于飛行時間法，得到所述測距裝置與被測物體之間的距離，和/或所述測距模塊得到所接收到的紅外探測光強度；所述圖像傳感器接收被分光鏡反射或者透過的環境可見光，得到被測物體的影像色彩信息。該固態多線測距裝置不具有機械轉動裝置，裝置更穩定，使用壽命更長。

【技術實現步驟摘要】
一種固態多線測距裝置
本申請涉及一種測距裝置，特別涉及一種固態多線測距裝置。
技術介紹
光學掃描測距裝置是一種使用準直光束，通過三角測量、飛行時間（TimeofFlight，簡稱為TOF）等方法進行非接觸式掃描測距的設備。目前，通常的飛行時間光學掃描測距裝置包括：光發射模塊、接收并處理信號的芯片、電機、軸承及導電滑環。光發射模塊發出紅外探測光束，該紅外探測光束發射到被測物體表面，遇到障礙物后光束反射到接收并處理信號的芯片上，芯片通過測量發射到接收之間的時間（或者相位差）、已知光速，即可求出被測物體到裝置的距離。這類裝置將用于測距的光發射模塊、光接收模塊等部件安裝在一可連續旋轉的平臺上實現光束的掃描，通過電機旋轉可以得到一周360度的環境距離信號。該常見的光學掃描測距裝置在每個角度只能得到單點的距離信息。然而，上述通過電機旋轉來探測距離的光學掃描測距裝置：（1）需要設置連接旋轉部分與固定部分的滑環，但是對于用于大眾消費級量產測距裝置的低價滑環來說，極易磨損，不能滿足測距裝置的使用壽命要求；（2）上述以旋轉方式來探測距離的裝置占用的體積大，在未來的應用中，很難再進一步縮小裝置占用的體積；（3）目前依靠旋轉來實現多線（例如64、32線）的激光雷達，價格很高，并且對光發射模塊與接收模塊以成對方式設置，對發射模塊與接收模塊角度設置要求高，不利于量產。
技術實現思路
針對現有旋轉掃光學掃描測距裝置的不足，本申請提供一種不包含任何機械旋轉結構的固態多線測距裝置。一種固態多線測距裝置，包括發射光模塊、測距模塊、圖像傳感器及分光鏡。述發射光模塊發出紅外探測光，所述紅外探測光射向環境中，遇到被測物體被反射；由被測物體反射的紅外探測光和環境可見光入射到分光鏡上，所述分光鏡將紅外探測光與環境可見光分離；所述測距模塊接收被分光鏡透過或者反射的紅外探測光，基于飛行時間法，得到所述測距裝置與被測物體之間的距離，和/或所述測距模塊得到所接收到的紅外探測光強度；所述圖像傳感器接收被分光鏡反射或者透過的環境可見光，得到被測物體的影像色彩信息。在其中的任一實施例中，所述分光鏡透過紅外探測光并反射環境可見光，或者所述分光鏡反射紅外探測光并透過環境可見光。一種固態多線測距裝置包括發射光模塊、測距模塊、圖像傳感器。所述發射光模塊發出紅外探測光，所述紅外探測光射向環境中，遇到被測物體被反射；由被測物體反射的紅外探測光入射到測距模塊上，測距模塊基于飛行時間法，得到所述測距裝置與被測物體之間的距離，和/或所述測距模塊得到所接收到的紅外探測光強度；所述圖像傳感器接收由被測物體反射的環境可見光，得到被測物體的影像色彩信息。在其中的任一實施例中，測距模塊的光軸與圖像傳感器的光軸垂直設置，測距模塊、圖像傳感器分別于分光鏡呈45度夾角設置。在其中的任一實施例中，測距模塊的光軸與圖像傳感器的光軸非垂直設置。在其中的任一實施例中，所述發射光模塊具有紅外發射光源，所述紅外發射光源為激光光源或者為LED光源。在其中的任一實施例中，所述光源的個數為1、2、4、6、8或10個。在其中的任一實施例中，所述測距模塊具有光電傳感器，所述光電傳感器將接收到的紅外探測光轉換為電信號。在其中的任一實施例中，所述光電傳感器為CMOS傳感器、CCD傳感器、雪崩二極管、光電倍增管或者光電二極管。在其中的任一實施例中，所述光電傳感器為由M行N列個光電傳感器單元所組成的一塊面陣光電傳感器。在其中的任一實施例中，所述發射光模塊所發射的紅外探測光光路上，設置有發射光會聚透鏡，所述發射光會聚透鏡將從發射光模塊發出的紅外探測光會聚。在其中的任一實施例中，所述會聚透鏡為TIR透鏡、凸透鏡、或雙凸透鏡。在其中的任一實施例中，在測距模塊和/或圖像傳感器的接收光光路上，設置有接收光會聚透鏡，所述接收光會聚透鏡將由被測物體反射的紅外探測光會聚。在其中的任一實施例中，所述接收光會聚透鏡為成像鏡頭。在其中的任一實施例中，所述測距裝置用于移動機器人、掃地機器人、無人機或無人駕駛汽車中對周圍環境的掃描探測。一種固態多線測距方法，通過固態多線測距裝置，所述測距方法能夠獲得被測物體的影像色彩、距離信息、所反射的光強信息，所述固態多線測距裝置為權利要求1-15之一所述的測距裝置，其中，固態多線測距裝置的發射光模塊發出紅外探測光，所述紅外探測光射向環境中，遇到被測物體被反射；由被測物體反射的紅外探測光入射到測距模塊中，測得被測物體與測距裝置之間的距離信息；同時，該測距模塊還能夠得到由被測物體反射回的探測光的光強；圖像傳感器接收由被測物體反射的環境可見光，得到被測物體的影像色彩信息。在其中的任一實施例中，所述測距模塊測得到被測物體在水平方向上的N個不同位置、以及在垂直方向上M個不同位置的距離信息，共M*N個距離信息值。在其中的任一實施例中，所述固態多線測距裝置通過測距模塊得到的距離信息以及光強信息，識別出被測物體的反射率信息。在其中的任一實施例中，所述固態多線測距裝置通過測距模塊不同時間內測得的被測物體距離信息，算得被測物體的運動變化信息。在其中的任一實施例中，所述固態多線測距裝置通過測距模塊得到的三維點云數據、圖像傳感器得到的影像色彩信息，得到被測物體的影像色彩及距離信息的圖像。本申請所涉及的固態多線測距裝置不具有任何機械旋轉結構，提高了裝置的穩定性與壽命。分光鏡的設置進一步節省裝置所占用的空間；減少了接收透鏡設置的數量；使得圖像傳感器與測距模塊得到的影響色彩信息與距離信息更容易一一對應。所述固態多線測距裝置中具有面陣光電傳感器，得到被測物體或者障礙物的三維點云數據?；谠摱嗑€測距裝置的測距方法，能夠得到環境中物體的影像色彩、距離信息、反射率信息以及運動變化信息。其中，單獨的測距模塊即可得到環境中物體距離信息、反射率信息以及運動變化信息。該固態多線測距裝置可廣泛用于移動機器人、掃地機器人、無人機或無人駕駛汽車中對周圍環境的探測。附圖說明圖1為不具有分光鏡的固態多線測距裝置結構示意圖。圖2為具有分光鏡的固態多線測距裝置結構示意圖。圖3為測距模塊中面陣光電傳感器的結構示意圖。具體實施方式不具有分光鏡的實施例。本申請所涉及的固態多線測距裝置的其中一實施例如圖1所示，一種固態多線測距裝置，包括發射光模塊10、測距模塊20、以及圖像傳感器30。發射光模塊10發出紅外探測光，所述紅外探測光射向環境中，遇到被測物體（或者障礙物）40被反射；由被測物體40反射的紅外探測光入射到測距模塊20中，測距模塊接收由被測物體反射的紅外探測光，測距模塊基于飛行時間法，測得被測物體與測距裝置之間的距離信息。該測距模塊同時還能夠得到由被測物體反射回的探測光的光強。測距裝置依據測距模塊得到的距離信息和光強信息，經過計算能夠得到被測物體的反射率信息。測距模塊中包括有光電傳感器50，該傳感器接收被障礙物反射回的紅外探測光，將光轉換為電信號，信號處理單元依據該電信號，計算距離值。所述圖像傳感器30接收由被測物體反射的環境可見光，得到被測物體的影像及色彩信息。所述圖像傳感器為CMOS或者CCD圖像傳感器，像素為現有常見的規格。圖像傳感器優選的像素為1920*1080或者1280*720。具有分光鏡的實施例。在其中的一實施例中，如附圖2所示，該固態多線測距本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固態多線測距裝置，包括發射光模塊、測距模塊、圖像傳感器及分光鏡，其特征在于，所述發射光模塊發出紅外探測光，所述紅外探測光射向環境中，遇到被測物體被反射；由被測物體反射的紅外探測光和環境可見光入射到分光鏡上，所述分光鏡將紅外探測光與環境可見光分離；所述測距模塊接收被分光鏡透過或者反射的紅外探測光，基于飛行時間法，得到所述測距裝置與被測物體之間的距離，和/或所述測距模塊得到所接收到的紅外探測光強度；所述圖像傳感器接收被分光鏡反射或者透過的環境可見光，得到被測物體的影像色彩信息。

【技術特征摘要】
1.一種固態多線測距裝置，包括發射光模塊、測距模塊、圖像傳感器及分光鏡，其特征在于，所述發射光模塊發出紅外探測光，所述紅外探測光射向環境中，遇到被測物體被反射；由被測物體反射的紅外探測光和環境可見光入射到分光鏡上，所述分光鏡將紅外探測光與環境可見光分離；所述測距模塊接收被分光鏡透過或者反射的紅外探測光，基于飛行時間法，得到所述測距裝置與被測物體之間的距離，和/或所述測距模塊得到所接收到的紅外探測光強度；所述圖像傳感器接收被分光鏡反射或者透過的環境可見光，得到被測物體的影像色彩信息。2.根據權利要求1所述的測距裝置，其特征在于，所述分光鏡透過紅外探測光并反射環境可見光，或者所述分光鏡反射紅外探測光并透過環境可見光。3.一種固態多線測距裝置，包括發射光模塊、測距模塊、圖像傳感器，其特征在于，所述發射光模塊發出紅外探測光，所述紅外探測光射向環境中，遇到被測物體被反射；由被測物體反射的紅外探測光入射到測距模塊上，測距模塊基于飛行時間法，得到所述測距裝置與被測物體之間的距離，和/或所述測距模塊得到所接收到的紅外探測光強度；所述圖像傳感器接收由被測物體反射的環境可見光，得到被測物體的影像色彩信息。4.根據權利要求1或2所述的測距裝置，其特征在于，測距模塊的光軸與圖像傳感器的光軸垂直設置，測距模塊、圖像傳感器分別于分光鏡呈45度夾角設置。5.根據權利要求1-3之一所述的測距裝置，其特征在于，測距模塊的光軸與圖像傳感器的光軸非垂直設置。6.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李遠，張慶舜，
申請(專利權)人：北醒北京光子科技有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11