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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105403169A(43)申请公布日2016.03.16(21)申请号201510869256.0(22)申请日2015.12.02(71)申请人北京握奇智能科技有限公司地址100102北京市朝阳区望京利泽中园101号启明国际大厦西侧八层(72)发明人张伟(74)专利代理机构北京天悦专利代理事务所(普通合伙)11311代理人田明张海秀(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置及数据采集方法(57)摘要本发明公开了一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置及数据采集方法,所述装置包括激光发射模块和激光接收模块,还包括用于调整激光光路的反射镜;用于将激光反射形成照向目标物的扫描光束的光扫描模块;用于接激光基准信号和激光回波信号在时域上合成为单通道电信号的功率合成模块;用于控制光扫描模块的电机匀速旋转、生成激光发射驱动信号、接收单通道电信号并对单通道电信号进行采样量化的系统控制及回波处理模块。该激光轮廓扫描装置简单,利于装置的小型化和低成本设计,且能够保证旋转扫描镜的旋转角度和激光发射时刻的严格同步,保证了数据实时高精度的采集。CN105403169ACN105403169A权利要求书1/2页1.一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置,包括用于产生激光的激光发射模块(10)和用于接收经目标物反射回来的激光的激光接收模块(20),其特征在于:还包括用于调整激光光路以使调整后的激光到达光扫描模块(30)的反射镜;用于将激光反射形成照向目标物的扫描光束的光扫描模块(30);用于接收激光基准信号和激光回波信号,并将激光基准信号和激光回波信号在时域上合成为单通道电信号的功率合成模块(40);所述激光基准信号为激光发射模块(10)产生的激光经光电转换后形成的电信号,所述激光回波信号为激光接收模块(20)接收到的激光经光电转换后形成的电信号;用于控制光扫描模块(30)的电机(31)匀速旋转、生成激光发射驱动信号、接收单通道电信号并对单通道电信号进行采样量化的系统控制及回波处理模块(50);所述光扫描模块(30)还包括旋转扫描镜(32)和码盘(33),所述电机(31)、旋转扫描镜(32)和码盘(33)同轴连接;所述系统控制及回波处理模块(50)分别与电机(31)和码盘(33)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置,其特征在于:所述激光发射模块(10)包括依次连接的激光驱动电路(11)、激光二极管(12)和光电二极管(13);系统控制及回波处理模块(50)与激光驱动电路(11)连接,激光发射模块(10)通过光电二极管(13)与功率合成模块(40)连接。3.根据权利要求1所述的一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置,其特征在于:所述激光接收模块(20)包括雪崩二极管(21)和用于对信号进行放大、整形和去噪处理的信号预处理电路(22);激光接收模块(20)通过信号预处理电路(22)与功率合成模块(40)连接。4.根据权利要求3所述的一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置,其特征在于:所述信号预处理电路(22)包括前置跨阻放大器。5.根据权利要求1所述的一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置,其特征在于:所述系统控制及回波处理模块(50)包括相互连接的微控制单元(51)和数字信号处理单元(52);所述微控制单元(51)分别与电机(31)、码盘(33)和激光发射模块(10)连接,所述数字信号处理单元(52)与功率合成模块(40)连接。6.根据权利要求5所述的一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置,其特征在于:所述微控制单元(51)包括FPGA芯片,所述数字信号处理单元(52)包括单通道模数转换芯片ADC。7.根据权利要求5所述的一种用于数据采集的激光轮廓扫描装置,其特征在于:所述微控制单元(51)包括微控制器MCU,所述数字信号处理单元(52)包括单通道模数转换芯片ADC和数字信号处理器。8.基于权利要求1所述的用于数据采集的激光轮廓扫描装置的一种数据采集方法,包括以下步骤:系统控制及回波处理模块(50)通过脉冲调制信号PWM控制光扫描模块(30)的电机(31)匀速旋转,电机(31)带动旋转扫描镜(32)和码盘(33)同轴旋转,码盘(33)记录旋转扫描镜(32)的旋转角度增量Δθ;2CN105403169A权利要求书2/2页当所述旋转角度增量Δθ满足时,码盘(33)向系统控制及回波处理模块(50)发送脉冲信号,系统控制及回波处理模块(50)根据所述脉冲信号生成激光发射驱动信号,驱动触发激光发射模块(10)发射激光;激光发射模块(10)将激光进行光电转换得到激光基准信号,将激光基准信号发