一种用于激光雷达设备的智能安全防护系统技术方案

本发明专利技术涉及激光雷达领域，公开了一种用于激光雷达设备的智能安全防护系统，所述激光雷达设备具有激光出光口，包括：传感器支架，围设在激光出口处；红外光电传感器，以对射方式成对地安装在传感器支架上并产生光电信号Sig_1；光电开关电路，包括接口P11，电阻R32、R30、R34，运算放大器U8A；所述接口P11与红外光电传感器连接；所述电阻R32的一端与接口P11连接，且另一端与运算放大器U8A的同相输入端连接并通过电阻R34接地；所述运算放大器的输出端接其反相输入端并通过电阻R30引出光电开关信号S1_OUT。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光雷达设备的智能安全防护系统
本专利技术涉及激光雷达领域，具体涉及一种用于激光雷达设备的智能安全防护系统。
技术介绍
由于激光独有的特性——高强度、高亮度、低发散角、高相干等，使得激光器不同于其他传统的光源，具有一定的潜在危害性。高功率激光能够对皮肤产生灼伤，也能够对眼睛产生的损伤。激光危害眼睛的主要特征是高辐射率，即功率密度大，方向性强。即使几毫瓦的激光功率，也能在眼睛视网膜上产生每平方厘米几千瓦的功率密度，相较而言，太阳光对眼睛的直射功率密度低于每平方厘米百瓦量级。现有的激光雷达设备的激光出光和停止出光一般由上位机软件控制，由上位机软件通过串口发生出光或停止出光的命令使激光器设备出光或停止出光。上位机软件发送命令的情况分为两种，一是软件运行到某个时刻，由当前软件的逻辑自动发送相关命令，如当前需要采集雷达信号时则发送打开激光器的命令，采集完毕后则发送关闭激光器的命令；二是操作人员根据现场情况主动发送相关命令，如操作人员观察到非相关人士靠近雷达设备时，处于安全考虑主动发送关闭激光器的命令。目前的激光雷达设备一般都会摆放在指定的场所，在激光出光口的周围会设置警告标识和防护装置，当激光器工作时，若意外情况下人员无视警告靠近时，激光器仍会持续出光，可能会导致人员受伤。维护人员在维护设备时，一般需要手动操作设备将采集软件停止运行，使激光器停止出光后再进行维护。若维护人员忘记停止采集软件运行，即使当前采集软件已经将激光器关闭，但当软件运行到下次采集时仍会出光。或者维护人员在维护过程中，不小心发送了激光器出光的命令，导致激光器出光，因此存在一定的安全隐患。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于激光雷达设备的智能安全防护系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种用于激光雷达设备的智能安全防护系统，所述激光雷达设备具有激光出光口，其特征在于，包括：传感器支架，围设在激光出口的外部；红外光电传感器，以对射方式成对地安装在传感器支架上并产生光电信号Sig_1；光电开关电路，包括接口P11，电阻R32、R30、R34，运算放大器U8A；所述接口P11与红外光电传感器连接；所述电阻R32的一端与接口P11连接，且另一端与运算放大器U8A的同相输入端连接并通过电阻R34接地；所述运算放大器的输出端接其反相输入端并通过电阻R30引出光电开关信号。具体地，包括与门电路；所述光电开关电路共有四个且其光电开关信号均和与门电路的输入端连接；所述与门电路的输出端引出综合光电开关信号。具体地，包括设置在激光雷达设备侧面的侧门、安装在侧门上的限位开关，以及限位开关电路；所述限位开关在侧门关闭时断开，且在侧门打开时导通并通过限位开关电路产生限位开关信号。具体地，所述限位开关电路包括：限位开关接口P6，其与限位开关连接；电阻R24，其一端与限位开关接口连接，且另一端与电容C26的一端连接并引出限位开关信号；电容C26，其另一端接地。具体地，所述激光雷达设备还包括电源线、防护主体、安装在防护主体上的防护主板和蜂鸣报警器，以及与电源线相连并为防护主板和蜂鸣报警器供电的电源模块；所述防护主体包括防护前面板、防护底板、防护后面板、防护盖板。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果是：1.当人员靠近激光时，在激光出光口附近的红外光电传感器会监测到有人员靠近，安全防护系统产生的光电开关信号会变为低电平，从而使上位机强制停止激光器出光，保证人员的安全。2.当维护人会靠近设备进行维护时，只要打开设备任何一个侧门，都会被侧门上的限位开关监测到，限位开关信号发生高低电平的切换，从而使上位机强制停止激光器出光，保证人员的安全。附图说明图1为本专利技术安全防护系统的结构示意图；图2为本专利技术MCU的电路图；图3为本专利技术限位开关电路的电路图；图4为本专利技术光电开关电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一种优选实施方式作详细的说明。如图1所示，智能安全防护系统的结构包括：电源线1、防护前面板2、防护底板3、防护主板4、防护后面板5、蜂鸣报警器6、防护盖板7、电源模块8、限位开关9、传感器支架10、红外光电传感器11。其中，电源线为三孔品字电源线；电源模块的220V输入端与三孔品字电源线连接，电源模块的24V输出端与防护主板、蜂鸣报警器连接，限位开关、红外光电传感器与防护主板连接；四个限位开关分别安装在激光雷达设备的四个侧门上，红外光电传感器为对射式红外光电传感器，四对红外光电传感器分别安装在传感器支架的四侧护栏上，传感器支架安装在激光雷达设备的激光出光口处，防护主板上的232串口接口与激光雷达设备的上位机连接。安全防护系统工作原理如下。如图3所示，限位开关以及限位开关电路均有四个；四个限位开关分别安装在激光雷达设备的四个侧门上。维护人员在维护设备时，当任意一个侧门被打开，其上的限位开关导通，产生一个3.3V高电平信号，当侧门被关闭时，其上的限位开关断开，产生一个0V低电平信号。四个限位开关产生的四个电平信号分别传递给防护主板上的限位开关接口P6、P7、P8、P9。电阻R24和电容C26、电阻R25和电容C27、电阻R27和电容C29、电阻R28和电容C30分别组成一个RC滤波电路，滤除四路限位开关在打开和关闭时产生的抖动信号，滤波后的限位开关信号进入MCU的IO口PD9、PD10、PD11、PD12，MCU的四个IO口分别检测四路限位开关信号的高低电平变化，从而判定限位开关是否处于打开或关闭状态；当判断设备四个侧门的任意一个被打开时，此时MCU通过串口通讯电路上发一个串口命令，上位机强制关闭激光器出光以保护维护人员的安全，同时蜂鸣报警器发出蜂鸣声进行警告。如图4所示，红外光电传感器共有四对；四对红外光电传感器分别安装在传感器支架的四边上，传感器支架将设备的激光出光口围在中间。接口P11、P12、P14、P15分别给四个红外光电传感器提供24V电源，四对光电传感器产生的电平信号传递给防护主板上的接口P13。以其中一路光电传感器的信号为例，接口P13将该路光电传感器的信号Sig_1传递给电阻R32与电阻R30组成的分压电路，将24V信号Sig_1分压成3.13V的电压信号。运放芯片U8包含两个运算放大器，分别构成两路电压跟随电路，3.13V的电压信号传递给U8其中一个运算放大器U8A的同相输入端，经过电压跟随电路后输出一个3.13V的光电开关信号S1_OUT。同样，其他三路红外光电传感器的24V高电平信号最后分别生成三个3.13V的光电开关信号S2_OUT、S3_OUT、S4_OUT，这三路光电开关信号与光电开关信号S1_OUT一起传递给芯片U11。芯片U11是一个三路的三输入与门电路，S1_OUT、S2_OUT、S3_OUT三路信号分别与芯片U11第一路的三输入与门电路的三个输入引脚1A、1B、1C连接；芯片U11的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于激光雷达设备的智能安全防护系统，所述激光雷达设备具有激光出光口，其特征在于，包括：/n传感器支架，围设在激光出口的外部；/n红外光电传感器，以对射方式成对地安装在传感器支架上并产生光电信号Sig_1；/n光电开关电路，包括接口P11，电阻R32、R30、R34，运算放大器U8A；所述接口P11与红外光电传感器连接；所述电阻R32的一端与接口P11连接，且另一端与运算放大器U8A的同相输入端连接并通过电阻R34接地；所述运算放大器的输出端接其反相输入端并通过电阻R30引出光电开关信号S1_OUT。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于激光雷达设备的智能安全防护系统，所述激光雷达设备具有激光出光口，其特征在于，包括：
传感器支架，围设在激光出口的外部；
红外光电传感器，以对射方式成对地安装在传感器支架上并产生光电信号Sig_1；
光电开关电路，包括接口P11，电阻R32、R30、R34，运算放大器U8A；所述接口P11与红外光电传感器连接；所述电阻R32的一端与接口P11连接，且另一端与运算放大器U8A的同相输入端连接并通过电阻R34接地；所述运算放大器的输出端接其反相输入端并通过电阻R30引出光电开关信号S1_OUT。


2.根据权利要求1所述的用于激光雷达设备的智能安全防护系统，其特征在于：包括与门电路；所述光电开关电路共有四个且其光电开关信号均和与门电路的输入端连接；所述与门电路的输出端引出综合光电开关信号S_IR。


3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青松，王邵晨，
申请(专利权)人：安徽汉先智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34