转台式多线激光雷达的制作方法

1.本发明涉及激光雷达技术领域，特别是涉及转台式多线激光雷达。


背景技术：

2.激光雷达作为一种感知力强的测距设备大量应用于无人车、机器人以及机械臂等领域。激光雷达一边旋转一边向外不断发射一条条的激光短脉冲，每旋转一圈可以刷新感知一遍周边空间内的物体分布。激光雷达向外发射一条短促的激光脉冲时，若激光脉冲遇到物体，则会有一部分反射光回到激光雷达被探测到，激光雷达在测算距离时，是将发射激光脉冲到接收反射光的时间，再乘以二分之一光速来计算出物体与自己的距离，此即常称的飞行时间测距法。激光雷达根据激光的发射方向可知该物体相对于自己的方位角。获知距离和方位角两项信息，可在极坐标二维平面内对目标进行准确定位，或转换为其他坐标系。
3.传统的单线激光雷达可发射出一束激光在一个平面内做旋转扫描，以感知该扫描平面内分布的物体。由于单线激光雷达结构简单、体积小巧、成本低廉而在无人车、机器人、机械臂等机器感知领域获得大量应用。然而单线激光雷达仅能感知以激光雷达为圆心的、以量程为半径的一个二维圆平面内的物体分布，而所有实际物体和工作空间都是三维立体的，采用仅有二维感知能力的单线激光雷达在三维空间中工作时，激光扫描的范围往往难以满足工作要求。例如，设置在无人车上的单线激光雷达，通常安装在离地面约十到二十厘米的高度，激光雷达只能扫描其所在水平面内的物体，那么，若地面上有高度低于激光雷达扫描高度的管线、电缆、砖石、沟坑、台阶等异物，就不会被无人车的激光雷达发现而遭碾压或碰撞。同理，若半空中有异物且距地高度大于激光雷达的扫描高度，则无人车也无法发现和躲避。所以扩大单线激光雷达狭窄的感知范围增强避障能力，又不大幅增加雷达成本，具有较大的安全意义和经济意义。


技术实现要素：

4.基于此发明目的，有必要针对现有的简单经济的单线激光雷达但扫描范围有限的矛盾，提供一种简单又经济的转台式多线激光雷达。
5.一种转台式多线激光雷达，包括电机和连接于所述电机上方的激光测距仪，所述电机可驱动所述激光测距仪旋转，所述激光测距仪包括一个激光接收机构、一个主激光发射机构和若干个辅激光发射机构，所述激光接收机构和所述主激光发射机构均平行于所述激光测距仪的旋转面设置，所述辅激光发射机构则相对于所述旋转面倾斜设置。
6.在其中一个实施例中，所述辅激光发射机构包括下俯激光发射机构和上仰激光发射机构，所述下俯激光发射机构相对于所述旋转面向下倾斜，所述上仰激光发射机构的激光发射方向相对于旋转面向上倾斜。
7.在其中一个实施例中，所述下俯激光发射机构与所述旋转面之间的夹角为第一夹角，所述上仰激光发射机构与所述旋转面之间的夹角为第二夹角，所述第一夹角/所述第二
夹角的范围为1
°
～89
°
。
8.在其中一个实施例中，所述激光测距仪还包括底板和支撑部，所述底板、所述激光接收机构、所述支撑部以及所述主激光发射机构右下至上依次连接；所述下俯激光发射机构和所述上仰激光发射机构分别连接于所述主激光发射机构的两侧。
9.在其中一个实施例中，所述激光接收机构包括接收镜筒、设置于所述接收镜筒内的一个光电接收器以及设置于所述接收镜筒一端的接收透镜。
10.在其中一个实施例中，所述主激光发射器/所述辅激光发射器包括发射镜筒、设置于所述发射镜筒内的激光器以及设置于所述发射镜筒一端的发射透镜。
11.在其中一个实施例中，所述激光测距仪还包括控制电路板，所述主激光发射机构、所述辅激光发射机构以及激光接收机构均与所述控制电路板电连接。
12.在其中一个实施例中，所述转台式多线激光雷达包括光学罩，所述激光测距仪位于所述光学罩的内腔中；
13.所述光学罩位于所述控制电路板的内壁上具有呈环状设置角度测量配件，所述控制电路板上具有与所述角度测量配件相对应设置的非接触式感应开关。
14.在其中一个实施例中，所述角度测量配件包括若干个间隔设置成一圈的凸齿。
15.在其中一个实施例中，所述角度测量配件包括若干个间隔设置、印刷成一圈的不同反射率的反光条码。
16.上述转台式多线激光雷达中，同时设置主激光发射机构和辅激光发射机构，实现了通过主激光发射机构在平行于旋转面内进行激光扫描测距的同时，还可以通过辅激光发射机构扫描到位于主激光束的上方和/或下方的物体，从而实现了在三维空间内的多线立体扫描，增加了激光雷达的扫描范围，另外，上述多线激光雷达在同时设置有主激光发射机构和辅激光发射机构的情况下，通过控制主、辅激光发射机构分时有序的发光，仅设置一个激光接收机构来分时接收它们的反射光。相比设置了多少个激光发射机构就设置同样数量激光接收机构并把二者一一对应的传统方案，本发明简化了内部结构，显著降低了生产成本，因为按照当前市场价格，高速且灵敏的光电接收器是激光雷达里单价最贵的电子器件。
附图说明
17.图1为本发明实施例中转台式多线激光雷达的结构示意图；
18.图2为本发明实施例中转台式多线激光雷达的截剖面图；
19.图3为图2中a处的放大示意图；
20.图4为本发明实施例中转台式多线激光雷达(未包括光学罩)的结构示意图；
21.图5为本发明实施例中转台式多线激光雷达的爆炸图；
22.图6为本发明实施例中光学罩的结构示意图；
23.图7为本发明实施例中转台式多线激光雷达应用在无人车上时的工作示意图；
24.附图标记说明：
25.10、转台式多线激光雷达；100、电机；110、旋转轴；111、通孔；120、固定部；130、旋转部；200、激光测距仪；210、激光接收机构；211、接收镜筒；212、接收透镜；220、主激光发射机构；221、发射镜筒；222、发射透镜；230、辅激光发射机构；231、下俯激光发射机构；232、上仰激光发射机构；240、底板；250、支撑部；260、控制电路板；261、非接触式感应开关；300、光
学罩；310、角度测量配件；311、凸齿；400、旋转台；410、容纳槽；420、第一安装槽；430、第一穿孔；440、无线接收线圈；450、第一安装部；500、过渡电路板；510、光电发射器；520、导电件；600、底壳；610、透明观察窗；620、第三穿孔；700、通讯电路板；710、光电接收器；720、显示屏；800、固定支架；810、第二安装槽；820、第二穿孔；830、无线发射线圈；840、第二安装部；900、外接线缆；910、固定件。
具体实施方式
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.请参阅图1和图2，本发明一实施例提供的转台式多线激光雷达10，包括电机100和激光测距仪200，激光测距仪200和电机100上下设置，且电机100与激光测距仪200驱动连接。当转台式多线激光雷达10工作时，电机100可驱动激光测距仪200旋转，激光测距仪200在旋转的同时发出激光，以进行激光扫描测距，从而感知附近空间中的物体分布。
33.如图2所示，激光测距仪200包括激光接收机构210、主激光发射机构220以及若干个辅激光发射机构230；主激光发射机构220和辅激光发射机构230均用于发射激光脉冲，激光接收机构210用于接收激光脉冲遇到物体后产生的反射光。激光接收机构210和主激光发射机构220均平行于激光测距仪200的旋转面设置，辅激光发射机构230相对于旋转面倾斜设置。其中，旋转面是指垂直于电机100的旋转轴110的平面。应当说明的是，主激光发射机构220工作时发射的激光平行于主激光发射机构220的长度方向，辅激光发射机构230工作时发射的激光平行于辅激光发射机构230的长度方向，即，主激光发射机构220发射的激光平行于旋转面，而辅激光发射机构230发射的激光与旋转面不平行。
34.可以理解，当转台式多线激光雷达10设置于无人车上、且激光接收机构210和主激光发射机构220均平行于无人车的前进方向时，无人车在行进过程中，主激光发射机构220发射的激光将平行于地面进行激光扫描，这样激光扫描的范围只能覆盖到距离地面的某一高度处的水平面，高于或低于该平面的物体则无法扫描到；而辅激光发射机构230相对于旋转面倾斜设置，即，辅激光发射机构230发射的激光是相对于地面倾斜的。如图7所示，例如，若干个辅激光发射机构230中，具有部分辅激光发射机构230向下倾斜一定角度设置，具有部分辅激光发射机构230向上倾斜一定角度设置，从而在无人车行进时，主激光发射机构220的激光束在平行于行进方向的平面内扫描，而向下倾斜设置的辅激光发射机构230可以扫描到主激光发射机构220的激光束的下方的物体，向上倾斜设置的辅激光发射机构230可以扫描到主激光发射机构220的激光束的上方的物体，从而实现多线立体扫描，扩大了扫描范围，使激光测距仪200的扫描区域从一个狭窄2d圆平面扩展为3d圆柱体，可以发现低于或高于2d圆平面、单线雷达发现不了的障碍物，显著提升了无人车行进过程中的安全性。
35.在一个实施例中，如图2和图4所示，辅激光发射机构230为2个，包括下俯激光发射机构231和上仰激光发射机构232，下俯激光发射机构231相对于旋转面向下倾斜，上仰激光发射机构232的激光发射方向相对于旋转面向上倾斜。通过仅设置两个辅激光发射机构230，实现了激光测距仪200在水平方向扫描、与传统单线激光雷达使用方式兼容的基础上，还能够同时倾斜向上和倾斜向下扫描，保证了激光扫描测距的全面性的同时还尽量控制了生产成本，提高了生产转台式多线激光雷达10的经济性。
36.进一步，设下俯激光发射机构231与旋转面之间的夹角为第一夹角，上仰激光发射机构232与旋转面之间的夹角为第二夹角，第二夹角等于第一夹角，即，上仰激光发射机构232和下俯激光发射机构231相对于主激光发射机构220的倾斜程度相同。当然，第一夹角与第二夹角的大小也可以不同，例如，第一夹角大于第二夹角、或者第二夹角小于第一夹角，本实施例中对此不作限制，可以根据具体应用场景的需要进行设置。
37.更进一步地，第一夹角和第二夹角的范围均为1
°
～89
°
。优选地，第一夹角和第二夹角均为15
°
。
38.在一个实施例中，如图2和图4所示，激光测距仪200还包括底板240和支撑部250，底板240、激光接收机构210、支撑部250以及主激光发射机构220由下至上依次连接；底板240背向激光接收机构210的一侧与电机100相连接。下俯激光发射机构231和上仰激光发射机构232分别连接于主激光发射机构220的两侧。应当说明的是，下俯激光发射机构231、上仰激光发射机构232以及主激光发射机构220也可以是以其它的排布方式进行设置，例如，下俯激光发射机构231和上仰激光发射机构232分别设置在主激光发射机构220的左下方和
右下方以呈品字形排布，或者，俯激光发射机构231和上仰激光发射机构232分别设置在主激光发射机构220的左上方和右上方以呈倒品字形排布，当然，也可以是其它排布方式，例如竖向排列，本实施例中并不以此为限。
39.在一个实施例中，如图2和图4所示，激光测距仪200还包括控制电路板260，主激光发射机构220、辅激光发射机构230均与控制电路板260电连接。控制电路板260用于控制主激光发射机构220和辅激光发射机构230发射激光、激光接收机构210接收激光、以及进行距离测量和旋转角度测量等。
40.进一步地，如图4所示，激光接收机构210包括接收镜筒211、光电接收器以及接收透镜212；接收镜筒211连接于底板240和支撑部250之间，光电接收器设置于接收镜筒211内，接收透镜212设置于接收镜筒211的一端的开口处。光电接收器用于接收激光遇到物体后产生的反射光，反射光由外部环境穿过接收透镜212而进入接收镜筒211内、并被光电接收器接收。主激光发射器包括发射镜筒221、激光器以及发射透镜222，发射镜筒221连接于支撑部250背向接收镜筒211的一侧，激光器设置于发射镜筒221内，发射透镜222设置于发射镜筒221的一端的开口处。激光器用于发射激光，发射的激光平行于发射镜筒221、并穿过发射透镜222而射出至外部环境。应当说明的是，由于下俯激光发射机构231和上仰激光发射机构232仅倾斜角度与主激光发射机构220不同，而结构与主激光发射机构相同，因此，对于俯激光发射机构和上仰激光发射机构232的具体结构组成，在此不再赘述。下俯激光发射机构231和上仰激光发射机构232的结构也可与主激光发射机构220不同，实现多激光束多方向发射即可。
41.本实施例中采用一个激光接收机构210，且一个激光接收机构210中仅设置一个光电接收器，通过一个光电接收器来接收主激光发射机构220和辅激光发射机构230发射的激光照射到外部物体上所产生的反射光，并且由于光电接收器的生产或购买成本较高，相比于一个激光器对应设置一个光电接收器的传统方式，多激光器共享同一光电接收器的新方式极大节省了成本。另外，由于主激光发射机构220发射的激光与激光接收机构210相平行，光电接收器接收主激光发射机构220发射的激光所产生的反射光的效率为1，效率最高。虽然辅激光发射机构230倾斜设置会导致光电接收器接收辅激光的物体反射光为倾斜式的光线接收，但是，只要光电接收器的接收孔径足够大，即便将辅激光发射机构230的俯仰角设置为20
°
，那么，经过计算后的辅激光量程也仅比主激光量程少百分之6左右，由于工程上一般允许偏离
±
10％以内，因而百分之6左右的量程缩减在工程上一般是可接受的，本实施方案是可行的。
42.在一个实施例中，转台式多线激光雷达10包括光学罩300，光学罩300向下开口，激光测距仪200位于光学罩300的内腔中。光学罩300允许激光和激光遇到物体后所产生的反射光穿过，但是光学罩300仅允许一定范围的波长的光线穿过，从而提高了设备的抗杂光性能。
43.如图2所示，光学罩300的内壁上一体设置有角度测量配件310，角度测量配件310呈环状设置，角度测量配件310位于光学罩300的顶部，且角度测量配件310的中心位于激光测距仪200的旋转轴线上；角度测量配件310位于控制电路板260的上方；控制电路板260上具有非接触式感应开关261，非接触式感应开关261位于控制电路板260的上表面、并与角度测量配件310相对应设置。当电机100驱动激光测距仪200旋转时，非接触式感应开关261将
对环形的角度测量配件310连续扫描，角度测量配件310上不同的位置对应于不同的角度，当非接触式感应开关261的光扫描到角度测量配件310的不同部位时，非接触式感应开关261就会产生一个周期性变化的电信号供控制电路板260累加旋转角度。
44.可选地，如图6所示，角度测量配件310可以为间隔设置成一圈的三角形、圆形、矩形或其它形状的凸齿311，当非接触式感应开关261发射的光连续扫描时，由于凸齿311间隔设置，非接触式感应开关261每产生一个变化的电信号就表明非接触式感应开关261从其中一个凸齿311扫描至该凸齿311相邻的凹陷位置、或者从凸齿311件的凹陷位置扫描至与凹陷位置相邻的凸齿311上，意味着激光测距仪200的旋转角度增加了一个预设值，其中，凹陷位置是指两个凸齿311中间的间隙位置。
45.可选地，角度测量配件也可以包括若干个间隔设置、印刷成一圈的不同反射率的反光条码，多个条码包含两种反射率大小不同的条码，任意相邻的两个条码的反射率不同，从而当非接触式感应开关261发射的光连续扫描时，由于相邻的条码反射率不同，意味着非接触式感应开关261每产生一个变化的电信号就表明非接触式感应开关261从其中一个条码扫描至相邻的条码的位置，从而激光测距模块的旋转角度增加了一个预设值。
46.进一步，角度测量配件310上可以具有一个或多个特殊位置用于标示0度起始角度或其他特殊角度，例如，特殊角度为45度、90度等。其中，当角度测量配件310为间隔设置成一圈的凸齿311时，特殊位置的标示方法可以是将特殊位置的凸齿311的长度设置为与其他凸齿311的长度不相等；当角度测量配件310为间隔设置的多个条码时，特殊位置的标示方法可以是将特殊位置的条码的宽度与其他任一条码的宽度设置为不相等，于是0度或特殊角度所产生的感应信号宽度就与众不同，便于控制电路板260识别判断。
47.可以理解，在电机100驱动激光测距仪200转动的过程中，每当通过非接触式感应开关261检测到激光测距仪200转过一个预定角度后，控制电路板260就控制激光测距仪200启动一次或多次测距程序，此时主激光发射机构221和辅激光发射机构231、辅激光发射机构231里的激光器按照控制主板的信号分时发射出激光短脉冲、并经过发射透镜射出激光发射镜筒之外，当激光短脉冲遇到物体时产生反射激光，一部分反射激光将被接收透镜212接收、并汇聚至光电接收器上，然后经过光电转换产生一个电信号，电信号经过信号处理后可分析出物体至激光测距仪200的距离，转台式多线激光雷达10的存储器记录当前的旋转角度、发光控制信号所对应的激光发射俯仰角和物体距转台式多线激光雷达10的距离，转台式多线激光雷达10依此不断循环工作。
48.在一个实施例中，如图3所示，电机100包括固定部120、旋转部130以及旋转轴110，固定部120位于旋转部130的下方，旋转轴110的两端分别与旋转部130和固定部120连接，且旋转轴110、旋转部130的轴线以及固定部120的轴线相互重合，电机100的上端与激光测距仪200之间连接有旋转台400，旋转台400的下侧连接旋转部130，旋转台400的上侧连接激光测距仪200的底板240。进一步，旋转台400与底板240之间的连接、以及旋转台400与旋转部130之间的连接均可以是螺栓连接，当然，也可以是其他连接方式，例如粘接或卡接等，本实施例对此不作限制，仅需保证连接的牢固性即可。
49.可选的，如图2、图3以及图5所示，旋转台400和激光测距仪200的底板240之间设置有过渡电路板500，电机100的下方设置有通讯电路板700，过渡电路板500通过导电件520与控制电路板260电连接，过渡电路板500用于将控制电路板260的电信号转换为光信号，发射
光信号并通过电机100的中心通孔111，传输至通讯电路板700，通讯电路板700用于接收过渡电路板500发射的光信号并转换为电信号，并将电信号经过调理按照预定通讯协议传输至外部设备上。例如，外部设备为无人车，雷达通讯电缆将获得的周围物体分布信息以电信号传输至无人车，无人车根据电信号所包含的测距信息对行进状态进行控制。
50.进一步地，如图5所示，旋转台400朝向底板240的一侧设置有容纳槽410，过渡电路板500设置于容纳槽410内，通过将过渡电路板500容置于容纳槽410中，使过渡电路板500得到限位和保护，也使得结构的设置更为紧凑、合理。底板240上具有让位孔，导电件520穿设于让位孔中，从而实现通过导电件520将位于底板240两侧的控制电路板260和过渡电路板500电连接。当然，也可以采用一根或一排线缆连接控制电路板260和过渡电路板500，本实施例中并不以此为限。
51.更进一步地，如图3所示，旋转台400朝向电机旋转部130的一侧设置有与旋转部130相适配的第一安装槽420，旋转部130的上端卡嵌于第一安装槽420内。当电机100工作时，固定部120固定不动，旋转部130带动旋转台400、过渡电路板500以及激光测距仪200同步旋转。
52.在一个实施例中，如图3所示，过渡电路板500朝向电机100的一侧设置有光电发射器510，例如，光电发射器510为发光二极管，发光二极管电连接于过渡电路板500上；通讯电路板700朝向电机100的一侧设置有光电接收器710，例如，光电接收器710为光电二极管，光电二极管电连接于通讯电路板700上；光电发射器510用于发射包含激光测量信息的光信号，光电接收器710用于接收光电发射器510发射的包含激光测量信息的光信号，其中，激光测量信号为激光测距仪200测得的距离测量值，或者激光测量信号为距离测量值和激光测距仪200的旋转角度值，或者激光测量信号为距离测量值和与其对应的俯仰角信息和激光测距仪200的旋转角度值。进一步，电机100的旋转轴110为空心轴，即，旋转轴110具沿旋转轴110的长度方向设置的通孔111；旋转台400的中心开设有第一穿孔430，第一穿孔430与容纳槽410相连通，第一穿孔430的一侧与通孔111的一端相对应，另一侧与光电发射器510相对应，通过设置第一穿孔430，避免旋转台400对光电发射器510发射激光测量信号造成遮挡；光电接收器710与通孔111远离光电发射器510的一端相对应。
53.可以理解，光电发射器510与通孔111的上端开口相对应，光电接收器710与通孔111的下端开口相对应，光电发射器510将电信号转化为光信号向下发射，光信号穿过旋转轴110的通孔111发射至光电接收器710，光电接收器710接收光信号。由于旋转轴110位于电机100的中心位置，当电机100驱动激光测距仪200旋转时，旋转轴110由于设置在电机100的中心，其只会自转而不会产生位移，因此也不会改变通孔111的位置，所以，电机100在工作时不会影响光信号在光电发射器510和光电接收器710之间的传递。
54.进一步地，如图2和图5所示，转台式多线激光雷达10还包括底壳600和固定支架800，底壳600向上开口设置，底壳600的上沿与光学罩300的下边沿相连接；通讯电路板700和固定支架800均设置在底壳600中，通讯电路板700和固定支架800均与底壳600固定连接。通讯电路板700设置于固定支架800的下方，固定支架800背向通讯电路板700的一侧与电机100的固定部120相连接。固定支架800朝向电机100的一侧设置有与固定部120相适配的第二安装槽810，固定部120嵌设在第二安装槽810内。固定支架800上具有与第二安装槽810连通的第二穿孔820，第二穿孔820的一侧与通孔111的下端相对应，第二穿孔820的另一侧与
光电接收器710相对应。通过设置第二穿孔820，避免固定支架800对光电接收器710接收光信号产生遮挡。
55.在一个实施例中，如图2、图3以及图5所示，旋转台400上设置有无线接收线圈440，固定支架800上设置有与无线接收线圈440相对应的无线发射线圈830，无线发射线圈830与外部电源接通。当电机100驱动激光测距仪200旋转时，无线接收线圈440同步旋转，由于无线发射线圈830中具有电流，基于电磁感应原理，旋转的无线接收线圈440将而产生相应的感应电动势，进而在无线接收线圈440中产生电流，从而实现了电流由无线发射线圈830到无线接收线圈440的传输。通过设置无线发射线圈830和无线接收线圈440，实现了由固定模块至激光测距模块的无线供电，使激光测距仪200可以在电机100的驱动下进行圈数不限制地旋转，避免了采用电缆而带来的电缆阻碍激光测距仪200旋转的问题。无线发射线圈830和无线接收线圈440中的其中一个或两个可以附带磁性附加装置，以提高无线传输效率和减少无线辐射干扰，当然，也可以是无线发射线圈830和无线接收线圈440之一或两个都不附带磁性附加装置。其中，该磁性附加装置为本文中所提及的具有第一环槽的第一安装部450和具有第二环槽的第二安装部840。
56.可选地，无线发射线圈830和无线接收线圈440均套设于电机100的外围设置，这样可以使无线发射线圈830和无线接收线圈440的半径和面积较大，提高了供电容量。另外，无线发射线圈830和无线接收线圈440套设于电机100外围的设置，结合电机100的中心轴开设通孔111的设置，使得固定模块与可旋转的激光测距模块实现无线供电和无线通信的同时，可以采用常用的电机100作为转台式激光雷达的驱动装置，例如，电机100为常见的无刷电机100。本实施例中仅需在常用电机100的中心轴开通孔或者用空心管状轴替换原实心轴即可，而无需为容纳无线发射线圈830和无线接收线圈440，以及为实现无线通信而采用特定形状的环形特种电机，由于环形特种电机的开发时间长、投入高、成本贵，且需求数量少难以维持不间断生产和工人熟练度，成品率和可靠性均难以保证，所以本实施例中的方案可显著提高生产的经济性，降低了生产成本和难度。
57.可选地，如图2和图5所示，旋转台400架上具有沿第一安装槽420的周向环绕设置的第一安装部450，第一安装部450呈环状设置，第一安装部450具有向上开口的第一环槽，无线发射线圈830设置于第一环槽内。固定支架800上具有沿第二安装槽810的周向环绕设置的第二安装部840，第二安装部840呈环状设置，第二安装部840具有向下开口的第一环槽，无线接收线圈440设置于第二环槽内。通过设置第一安装部450和第二安装部840，保证了无线发射线圈830和无线接收线圈440安装的稳固性，并且第一安装部450、固定支架800和固定部120之间的装配，以及旋转部130、第二安装部840和旋转台400的装配均较为紧凑，充分利用了空间，使空间布置更为合理。
58.进一步地，无线接收线圈440与无线发射线圈830可以是上下双层的平行对应设置，也可以是半径不等的内外套设布置，其中，套设布置是指无线接收线圈440和无线发射线圈830中，半径较大者同轴套设于半径较小者的外围。本实施例中采用无线接收线圈440与无线发射线圈830上下平行对应设置的方式进行布置。无线发射线圈830与无线接收线圈440之间间隙范围为0.2毫米～10毫米。
59.优选地，第一安装部450和第二安装部840均部分或全部由隔磁材料制成，以减少电磁波的外泄，提高无线传输效率。
60.在一个实施例中，如图1、图4以及图5所示，通讯电路板700连接有外接线缆900，外接线缆900用于连接外部主机而给转台式多线激光雷达10供电和实现信号传输，底壳600上设置第三穿孔620，外接线缆900穿设于第三穿孔620中，外接线缆900由连接通讯电路板700的一端通过第三穿孔620延伸至底壳600外。进一步，外接线缆900对应于第三穿孔620的位置套设有固定件910，固定件910贯穿第三穿孔620而与底壳600卡接。通过设置固定件910，使得外接线缆900靠近通讯电路板700的一端得到一定的限位固定，既避免外接线缆900随意晃动而导致外接线缆900与通讯电路板700的连接被破坏，又避免了外接线缆900直接与底壳600产生摩擦而损坏。
61.在一个实施例中，如图2和图5所示，底壳600内还设置有显示屏720，显示屏720与通讯电路板700电连接，且显示屏720平行于底壳600的一个侧边设置；显示屏720用于显示转台式激光雷达的工作状态信息、测距信息等。进一步，底壳600的侧壁上设置有透明观察窗610，例如，透明观察窗610为透明塑料板或玻璃。透明观察窗610与显示屏720相对应，以便于通过透明观察窗610查看显示屏720上的显示的信息。
62.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
63.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种转台式多线激光雷达，包括电机和连接于所述电机上方的激光测距仪，所述电机可驱动所述激光测距仪旋转，其特征在于，所述激光测距仪包括一个激光接收机构、一个主激光发射机构和若干个辅激光发射机构，所述激光接收机构和所述主激光发射机构均平行于所述激光测距仪的旋转面设置，所述辅激光发射机构相对于所述旋转面倾斜设置。2.根据权利要求1所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述辅激光发射机构包括下俯激光发射机构和上仰激光发射机构，所述下俯激光发射机构的激光发射方向相对于所述旋转面向下倾斜，所述上仰激光发射机构的激光发射方向相对于旋转面向上倾斜。3.根据权利要求2所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述下俯激光发射机构与所述旋转面之间的夹角为第一夹角，所述上仰激光发射机构与所述旋转面之间的夹角为第二夹角，所述第一夹角的数值和所述第二夹角的数值相同，所述第一夹角/所述第二夹角的绝对值范围为1
°
～89
°
。4.根据权利要求2所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述激光测距仪还包括底板和支撑部，所述底板、所述激光接收机构、所述支撑部以及所述主激光发射机构由下至上依次连接；所述下俯激光发射机构和所述上仰激光发射机构分别连接于所述主激光发射机构的两侧。5.根据权利要求1所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述激光接收机构包括接收镜筒、设置于所述接收镜筒内的一个光电接收器以及设置于所述接收镜筒一端的接收透镜。6.根据权利要求1所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述主激光发射器/所述辅激光发射器包括发射镜筒、设置于所述发射镜筒内的激光器以及设置于所述发射镜筒一端的发射透镜。7.根据权利要求1所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述激光测距仪还包括控制电路板，所述主激光发射机构、所述辅激光发射机构以及激光接收机构均与所述控制电路板电连接。8.根据权利要求7所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述转台式多线激光雷达包括光学罩，所述激光测距仪位于所述光学罩的内腔中；所述光学罩位于所述控制电路板的内壁上具有呈环状设置角度测量配件，所述控制电路板上具有与所述角度测量配件相对应设置的非接触式感应开关。9.根据权利要求8所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述角度测量配件包括若干个间隔设置、组成一圈的凸齿。10.根据权利要求8所述的转台式多线激光雷达，其特征在于，所述角度测量配件包括若干个间隔设置、印刷成一圈的不同反射率的反光条码。

技术总结
本发明涉及一种转台式多线激光雷达，包括电机和连接于所述电机上方的激光测距仪，电机可驱动激光测距仪旋转，激光测距仪包括激光接收机构、主激光发射机构和若干个辅激光发射机构，激光接收机构和主激光发射机构均平行于激光测距仪的旋转面设置，辅激光发射机构相对于旋转面倾斜设置。上述转台式多线激光雷达中，通过主激光发射机构在平行于旋转面内进行激光扫描测距的同时，还对可以通过辅激光发射机构扫描到主激光发射机构的激光束的上方和/或下方的物体，从而实现了在三维空间内的立体扫描，增加了扫描范围，另外，上述转台式多线激光雷达仅设置一个激光接收机构来接收反射光，节省了设备生产成本。省了设备生产成本。省了设备生产成本。


技术研发人员：黄杰峰 侴智
受保护的技术使用者：深圳市迈测科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/21