一种激光雷达扫描装置以及激光雷达扫描方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光雷达扫描装置以及激光雷达扫描方法，本发明专利技术通过控制第一激光发射器发射第一激光并控制第一振镜转动以使第一激光沿着目标对象的横向进行扫描，以及控制第二激光发射器发射第二激光并控制第二振镜转动以使第二激光沿着目标对象的纵向进行扫描,使得第一激光和第二激光分别沿着目标对象在不同方向上扫描，提高扫描过程中对目标对象的覆盖度；确定发射第一激光至第一激光接收模块接收第一激光的第一飞行时间以及发射第二激光至第二激光接收模块接收第二激光的第二飞行时间,确定第一激光点的第一位置以及第二激光点的第二位置，生成目标对象的深度图像，丰富了深度图像的细节，本发明专利技术可广泛应用于激光雷达领域。光雷达领域。光雷达领域。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达扫描装置以及激光雷达扫描方法


[0001]本专利技术涉及激光雷达领域，尤其是一种激光雷达扫描装置以及激光雷达扫描方法。

技术介绍

[0002]激光雷达是无人驾驶车、无人机、智能机器人等应用产品中最重要的传感器之一，其最大扫描的角度以及测距的精度是体现应用产品安全程度的重要参数，特别是在城市环境中，高精度的激光雷达系统尤为重要。其中，激光雷达技术就是利用激光雷达设备采集原始的点云数据，逆向地建立能真实地反映目标物体外观与内部结构的模型，然而目前能实现二维扫描及深度点云图像构建的激光雷达的扫描方式无法完全覆盖视场内区域，对于一些长宽较极端的目标物体难以提取有效的二维点云信息，导致其还原出来的深度图像细节不够丰富，分辨率低，因此需要寻求解决方法。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供提高覆盖度以及分辨率的一种激光雷达扫描装置以及激光雷达扫描方法。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种激光雷达扫描装置，包括：
[0006]第一激光雷达系统，包括第一激光发射器、第一振镜、第一激光接收模块；
[0007]第二激光雷达系统，包括第二激光发射器、第二振镜、第二激光接收模块；
[0008]处理模块，包括控制单元以及处理单元；
[0009]所述控制单元用于控制所述第一激光发射器发射第一激光并控制所述第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象的横向进行扫描，以及控制所述第二激光发射器发射第二激光并控制所述第二振镜转动以使所述第二激光沿着目标对象的纵向进行扫描；所述第一激光在所述目标对象上发射有若干个第一激光点，所述第二激光在所述目标对象上发射有若干个第二激光点；
[0010]所述处理单元用于确定发射所述第一激光至所述第一激光接收模块接收所述第一激光的第一飞行时间以及发射所述第二激光至所述第二激光接收模块接收所述第二激光的第二飞行时间，根据所述第一飞行时间以及所述第二飞行时间确定所述第一激光点的第一位置以及所述第二激光点的第二位置，根据所述第一位置和所述第二位置生成所述目标对象的深度图像。
[0011]进一步，所述第一激光接收模块包括第一接收透镜以及第一光电接收二极管，所述第一光电接收二极管与所述处理模块电性连接，所述第一光电接收二极管设置于所述第一接收透镜后方，所述第一激光通过所述第一接收透镜由所述第一光电接收二极管接收。
[0012]一种激光雷达扫描方法，包括：
[0013]控制第一激光发射器发射第一激光并控制第一振镜转动以使所述第一激光沿着
目标对象的横向进行扫描，以及控制第二激光发射器发射第二激光并控制第二振镜转动以使所述第二激光沿着目标对象的纵向进行扫描；所述第一激光在所述目标对象上发射有若干个第一激光点，所述第二激光在所述目标对象上发射有若干个第二激光点；
[0014]确定发射所述第一激光至第一激光接收模块接收所述第一激光的第一飞行时间以及发射所述第二激光至第二激光接收模块接收所述第二激光的第二飞行时间；
[0015]根据所述第一飞行时间以及所述第二飞行时间，确定所述第一激光点的第一位置以及所述第二激光点的第二位置；
[0016]根据所述第一位置和所述第二位置生成所述目标对象的深度图像。
[0017]进一步，所述控制第一激光发射器发射第一激光并控制第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象的横向进行扫描，包括：
[0018]通过第一脉冲信号控制第一激光发射器发射第一激光并通过第一三角波信号控制第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象的横向进行扫描；所述第一三角波信号的频率用于控制所述第一振镜的转动频率，所述第一三角波信号的幅度用于控制所述第一振镜的转动幅度。
[0019]进一步，所述控制第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象的横向进行扫描，以及控制第二振镜转动以使所述第二激光沿着目标对象的纵向进行扫描，包括：
[0020]控制所述第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象在横向的第一正向上沿着第一路径扫描，以及控制第二振镜转动以使所述第二激光沿着目标对象在纵向的第二正向上沿着第二路径扫描，完成第一次扫描；
[0021]控制所述第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象在横向的第一反向上以重复方式或者非重复方式沿着第三路径扫描，以及控制第二振镜转动以使所述第二激光沿着目标对象在纵向的第二反向上以重复方式或者非重复方式沿着第四路径扫描，完成第二次扫描；所述第一路径与所述第三路径错开且呈相同角度，所述第二路径与所述第四路径错开且呈相同角度，所述第一激光点以及所述第二激光点均在所述第一次扫描以及所述第二次扫描的过程中形成。
[0022]进一步，所述第一振镜包括第一横轴以及第一纵轴，所述第二振镜包括第二横轴以及第二纵轴,所述控制第一振镜转动以及控制第二振镜转动，包括：
[0023]控制所述第一横轴以第一频率转动并控制所述第一纵轴以第二频率转动，以及控制所述第二横轴以所述第二频率转动并控制所述第二纵轴以所述第一频率转动；所述第一频率大于所述第二频率。
[0024]进一步，所述确定发射所述第一激光至第一激光接收模块接收所述第一激光的第一飞行时间以及发射所述第二激光至第二激光接收模块接收所述第二激光的第二飞行时间,包括：
[0025]通过时间
‑
数字转换器单元计算发射所述第一激光至第一激光接收模块接收所述第一激光的第一飞行时间以及发射所述第二激光至第二激光接收模块接收所述第二激光的第二飞行时间。
[0026]进一步，所述根据所述第一飞行时间以及所述第二飞行时间，确定所述第一激光点的第一位置以及所述第二激光点的第二位置,包括：
[0027]获取每一所述第一激光点以及每一所述第二激光点的方位角以及仰角；
[0028]根据每一所述第一飞行时间与光速计算每一所述第一激光点的第一距离信息，根据所述第一距离信息、所述第一激光点的方位角以及仰角，计算得到每一所述第一激光点的三维坐标作为所述第一位置；
[0029]根据每一所述第二飞行时间与光速计算每一所述第二激光点的第二距离信息，根据所述第二距离信息、所述第二激光点的方位角以及仰角，计算得到每一所述第二激光点的三维坐标作为所述第二位置。
[0030]本专利技术的有益效果是：通过控制第一激光发射器发射第一激光并控制第一振镜转动以使第一激光沿着目标对象的横向进行扫描，以及控制第二激光发射器发射第二激光并控制第二振镜转动以使第二激光沿着目标对象的纵向进行扫描,通过控制不同的第一振镜以及第二振镜的转动使得第一激光和第二激光分别沿着目标对象在不同方向上扫描，使得第一激光点和第二激光点具有一定的数量以及密度，提高扫描过程中对目标对象的覆盖度；确定发射第一激光至第一激光接收模块接收第一激光的第一飞行时间以及发射第二激光至第二激光接收模块接收第二激光的第二飞行时间；根据第一飞行时间以及第二飞行时间，确定第一激光点的第一位置以及第二激光点的第二位置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达扫描装置，其特征在于，包括：第一激光雷达系统，包括第一激光发射器、第一振镜、第一激光接收模块；第二激光雷达系统，包括第二激光发射器、第二振镜、第二激光接收模块；处理模块，包括控制单元以及处理单元；所述控制单元用于控制所述第一激光发射器发射第一激光并控制所述第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象的横向进行扫描，以及控制所述第二激光发射器发射第二激光并控制所述第二振镜转动以使所述第二激光沿着目标对象的纵向进行扫描；所述第一激光在所述目标对象上发射有若干个第一激光点，所述第二激光在所述目标对象上发射有若干个第二激光点；所述处理单元用于确定发射所述第一激光至所述第一激光接收模块接收所述第一激光的第一飞行时间以及发射所述第二激光至所述第二激光接收模块接收所述第二激光的第二飞行时间，根据所述第一飞行时间以及所述第二飞行时间确定所述第一激光点的第一位置以及所述第二激光点的第二位置，根据所述第一位置和所述第二位置生成所述目标对象的深度图像。2.根据权利要求1所述一种激光雷达扫描装置，其特征在于：所述第一激光接收模块包括第一接收透镜以及第一光电接收二极管，所述第一光电接收二极管与所述处理模块电性连接，所述第一光电接收二极管设置于所述第一接收透镜后方，所述第一激光通过所述第一接收透镜由所述第一光电接收二极管接收。3.一种激光雷达扫描方法，其特征在于，包括：控制第一激光发射器发射第一激光并控制第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象的横向进行扫描，以及控制第二激光发射器发射第二激光并控制第二振镜转动以使所述第二激光沿着目标对象的纵向进行扫描；所述第一激光在所述目标对象上发射有若干个第一激光点，所述第二激光在所述目标对象上发射有若干个第二激光点；确定发射所述第一激光至第一激光接收模块接收所述第一激光的第一飞行时间以及发射所述第二激光至第二激光接收模块接收所述第二激光的第二飞行时间；根据所述第一飞行时间以及所述第二飞行时间，确定所述第一激光点的第一位置以及所述第二激光点的第二位置；根据所述第一位置和所述第二位置生成所述目标对象的深度图像。4.根据权利要求3所述激光雷达扫描方法，其特征在于：所述控制第一激光发射器发射第一激光并控制第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象的横向进行扫描，包括：通过第一脉冲信号控制第一激光发射器发射第一激光并通过第一三角波信号控制第一振镜转动以使所述第一激光沿着目标对象的横向进行扫描；所述第一三角波信号的频率用于控制所述第一振镜的转动频率，所述第一三角波信号的幅度用于控制所述第一振镜的转动幅度。5.根据权利要求3所述激光雷达扫描方...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，黄嘉健，冉晟垚，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：