本實用新型涉及雷達領域，具體涉及一種集成式二維激光雷達掃描系統。

背景技術：

激光雷達廣泛應用于掃描監測目標障礙物尺寸及與其它物體之間的距離、以及目標障礙物的運行速度，例如鐵路鐵軌上障礙物尺寸，以及鐵軌與障礙物之間的距離及相對速度。以目前市場上主流的掃描激光雷達為例，簡要的介紹激光雷達的工作原理。掃描激光雷達包括一個激光發射器、一個激光接收器和一個云臺。激光發射器發射一束激光脈沖，經過目標物體反射后，被激光接收器接收。激光接收器準確的測量光脈沖從激光發射到激光接收之間的時間。而光速是已知的，測量出來的激光傳播時間可以轉化為對激光傳播的距離。而云臺不停的旋轉，可以實現不同方向上的距離測量，得到激光掃描截面上的距離和角度信息。然而，隨著人們對安全性要求的提高，對二維激光雷達的掃描精確度和掃描速度有了更高的要求。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是現有技術中二維激光雷達的掃描準確度和掃描速度無法滿足人們的需求，目的在于提供一種集成式二維激光雷達掃描系統，通過轉動裝置，實現快速掃描，并極大地提高分辨率、低成本。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種集成式二維激光雷達掃描系統，包括激光測距設備、主控電路板、轉動裝置和數據處理設備，所述激光測距設備用于測定當前障礙物方向的距離信息，并將距離信息傳遞給主控電路板，所述激光測距設備包括：用于激光光束發射的激光發射模塊、用于接收激光回波信號的激光接收模塊和用于處理激光回波信號的激光電路模塊，所述激光電路模塊與激光發射模塊和激光接收模塊相連接；主控電路板，用于處理距離信息和光學轉鏡的角度信息，發送控制脈沖控制轉動裝置轉動；轉動裝置包括電機和光學轉鏡，所述光學轉鏡用于激光的反射和接收，電機用于帶動光學轉鏡轉動；數據處理設備用于處理數據信息和顯示當前掃描結果，數據處理設備通過通訊端口與主控電路板連接；光學轉鏡與電機水平方向上平行放置，電機位于光學轉鏡下方，光學轉鏡與激光測距設備位于一條水平線上，電機帶動旋轉輪轉動，旋轉輪通過皮帶輪連接光學轉鏡并帶動光學轉鏡旋轉。其中主控電路板為現有技術。

優選地，二維激光雷達測距裝置還包括歸零開關，所述歸零開關用于初始化二維激光雷達的掃描角度，并將掃描的起始角度傳遞給主控電路板。

優選地，所述激光發射模塊發射的激光光束包括紅外激光光束，光束發散角為小于3mrad。

優選地，所述激光測距設備的測距頻率最低為10kHz。

優選地，所述電機為直流無刷伺服電機。

優選地，所述通訊端口為RS422或RS232或Ethernet中的一種。

本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本實用新型一種集成式二維激光雷達掃描系統，激光測距設備發射的激光光束經過光學轉鏡反射后，會打到目標物上，經由目標障礙物反射后，激光回波被光學轉鏡反射回激光接收模塊，這個時間極短，隨著光學轉鏡的轉動，可以快速的掃描得到角度和距離信息，從而實現監控區域內的障礙物監測；

2、本實用新型一種集成式二維激光雷達掃描系統，該監測具有極大的范圍，且可以精確的反應目標障礙物的尺寸及其運動速度；

3、本實用新型一種集成式二維激光雷達掃描系統，能夠有效的利用空間，使雷達裝置的集成度更高，同時將電機和轉鏡放置在同一個安裝板上，使中心降低，只需要讓激光測距設備與光學轉鏡處于同一中心上，使集成更方便。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型二維激光雷達測距系統結構示意圖；

圖2為本實用新型二維激光雷達測距裝置結構示意圖；

圖3為本實用新型二維激光雷達測距裝置結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：1-激光測距設備，101-激光發射口，102-底座，103-安裝板，2-主控電路板，3-轉動裝置，301-電機，302-光學轉鏡，303-旋轉輪，4-歸零開關，5-通訊端口，6-數據處理設備，7-障礙物。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。

實施例

如圖1所示，本發明實施提供了一種二維激光雷達裝置，包括激光測距設備1、主控電路板2、轉動裝置3和數據處理設備6。激光測距設備1用于測定當前障礙物7方向的距離信息，并將距離信息傳遞給主控電路板2，所述激光測距設備1包括：用于激光光束發射的激光發射模塊、用于接收激光回波信號的激光接收模塊和用于處理激光回波信號的激光電路模塊，激光電路模塊與激光發射模塊和激光接收模塊相連接；主控電路板2，用于處理距離信息和光學轉鏡的角度信息，發送控制脈沖控制轉動裝置3轉動；轉動裝置3包括電機和光學轉鏡，光學轉鏡用于激光的反射和接收，電機為直流無刷伺服電機，用于帶動光學轉鏡轉動；數據處理設備6用于處理數據信息和顯示當前掃描結果，數據處理設備6通過通訊端口5與主控電路板2連接；還包括歸零開關4，歸零開關4用于初始化二維激光雷達的掃描角度，并將掃描的起始角度傳遞給主控電路板2。主控電路板2與歸零開關4、激光測距設備1以及轉動裝置3連接。

激光發射模塊發射的激光光束包括紅外激光光束，光束發散角為2mrad。激光測距設備1的測距頻率為20kHz。通訊端口5為RS422。轉動裝置3中電機帶動光學轉鏡以一定的速度勻速轉動，在二維截面上進行實時掃描測距。主控電路板2輸出脈沖信號驅動電機勻速轉動，同時記錄當前電機轉動角度與接收當前角度激光測距的距離信息。數據處理設備6通過通訊端口接收來自主控電路板2的距離和角度信息，經處理后顯示當前的掃描圖。

如圖2和圖3所示，包括底座102和安裝板103，安裝板103垂直設置于底座102上，光學轉鏡302與電機301相對于底座102平行安裝于安裝板103上，電機301位于光學轉鏡302的正下方，光學轉鏡302與激光測距設備1的激光發射口101位于一條水平線上，電機301帶動旋轉輪303轉動，旋轉輪303通過皮帶輪連接光學轉鏡302并帶動光學轉鏡302旋轉。激光測距設備1發射激光光束到光學轉鏡302的反射面上，光學轉鏡302的反射面與出射激光成45°夾角，垂直出射的激光經光學轉鏡302的反射面后平行出射，當光束照射到障礙物7上之后，會發生反射，即為回波信號?；夭ㄐ盘栐俅谓涍^光學轉鏡302，反射到激光測距設備1的接收光窗中，測得當前的距離信息。當光學轉鏡302在電機301的帶動下勻速旋轉時，激光測距設備1能測得各個方向上的距離信息，不同角度的距離信息按照一定的規則處理后，可以顯示出當前的掃描障礙物的結果。

上述激光測距設備1可以采用已有的激光測距模塊，脈沖式或相位式激光測距模塊，激光測距設備的信號載波可選用可見光或紅外光，如905nm載波，測距的頻率可選擇10kHz極其以上速率，在確定掃描頻率的情況下，為提高分辨率，可選擇更高測距頻率的激光測距設備；光學轉鏡302可以采用鍍銀反射面，其反射率可選擇95%以上；電機301為直流無刷伺服電機，可選參數為3000轉/min，電機301可以配較高精度的編碼器，提高角度的精度。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。