一種3D激光掃描儀裝置的制作方法

本實用新型適用于自動避障技術領域，具體是一種3D激光掃描儀裝置。

背景技術：

在交通安全技術領域，避障技術一直是研究和發展的重點。當前，交通工具（汽車和船舶等）的避障技術主要是通過感知裝置獲取一定范圍內的危險源信息，在經過人為的分析，進行手動避障，當所獲取的危險源信息不足以充分展示危險態勢時，此時就需要手動對感知裝置的探測范圍進行調整，以增加危險源信息獲取量。

隨著經濟的不斷發展，日常交通的態勢將愈加復雜，對交通工具的避障功能的需求也越來越大。然而，當障礙物超出人們的可控范圍時，傳統的避障技術經常會出現交通工具難以閃避障礙物的現象，從而導致交通的險情發生。

技術實現要素：

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種掃描精確、快速、能夠自動避障的3D激光掃描儀。

本實用新型的具體方案為：一種3D激光掃描儀裝置，具有底座，底座上方安裝有云臺，云臺包括上臺面、下臺面、垂直舵機、水平舵機和轉盤軸承，所述轉盤軸承的外圈通過若干個支柱A與下臺面固定連接，轉盤軸承的內圈通過若干個支柱B與上臺面固定連接，所述垂直舵機固定安裝在下臺面上，且垂直舵機輸出軸位于轉盤軸承內圈中心，所述垂直舵機輸出軸上裝有兩端開有U型槽的連接板，連接板通過U形槽卡合在支柱B上；在上臺面上一左一右安裝有兩個L型支撐板，在其中的一個L型支撐板內側安裝有水平舵機，水平舵機輸出軸的軸端通過軸承安裝在另一個L型支撐板上，在水平舵機輸出軸的軸體上安裝有3D激光掃描儀。

一種用于3D激光掃描儀裝置的控制系統，該系統包括：上位機、STM32主控板、舵機控制板，所述STM32主控板上裝有通用同步異步收發器A、B、C，通用同步異步收發器A通過串口線與上位機連接，通用同步異步收發器B通過信號線與舵機控制板相連接，通用同步異步收發器C通過信號線與3D激光掃描儀相連接，所述舵機控制板分別與垂直舵機和水平舵機通訊連接，垂直舵機和水平舵機內均裝有角度傳感器和角速度傳感器。

本實用新型所述的立柱A上位于轉盤軸承的下方安裝有刻度盤，以測量云臺水平轉動的角度。

本實用新型所述的水平舵機輸出軸沿其長度方向為上端扁平、下端圓弧的半圓柱體，3D激光掃描儀安裝在水平舵機輸出軸上端的扁平部分。

本實用新型所述的云臺和3D激光掃描儀外圍加裝有透明材質的保護殼，保護殼的殼面與3D激光掃描儀掃描的方向垂直。

本實用新型具備的優勢在于：

1.本實用新型通過對激光掃描儀的測距信息與舵機轉動角度的同步控制，取代了傳統的手動調整，使得對避障信息的獲取更加自動化和快速化，為交通工具駕駛人員提供了充足的避險時間；

2.本實用新型結構巧妙，對障礙物的識別更加快捷和精確。

附圖說明

圖1為本實用新型立體圖；

圖2為本實用新型中上臺面與下臺面之間結構的局部立體圖。

圖中：1-底座，2-云臺，3-上臺面，4-下臺面，5-垂直舵機，51-垂直舵機輸出軸，6-水平舵機，61-水平舵機輸出軸，7-轉盤軸承，71-外圈，72-內圈，8-支柱A，9-支柱B，10-連接板，11-U型開口槽，12-刻度盤，13-L型支撐板，14-3D激光掃描儀，15-保護殼。

具體實施方式

本實施例中，一種3D激光掃描儀裝置，具有底座1，底座1上方安裝有云臺2，云臺2包括上臺面3、下臺面4、垂直舵機5、水平舵機6和轉盤軸承7，所述轉盤軸承7的外圈71通過四個支柱A8與下臺面4固定連接，轉盤軸承7的內圈72通過四個支柱B9與上臺面3固定連接，所述垂直舵機5固定安裝在下臺面4中心，且垂直舵機5輸出軸位于轉盤軸承7內圈72中心，在垂直舵機輸出軸51上固定裝有連接板10，該連接板10的兩端開有U型開口槽11，連接板10通過U形開口槽11卡合在支柱B9上，垂直舵機5的轉動通過連接板10和支柱B9帶動上臺面3的水平轉動，此外，在下臺面4下方的支柱A8上還安裝有刻度盤12，用于記錄云臺2水平轉動的角度。

本實施例中，云臺2中的上臺面3一左一右安裝有兩個L型支撐板13，在其中的一個L型支撐板13內側安裝有水平舵機6，水平舵機輸出軸61的軸端通過軸承安裝在另一個L型支撐板13上，水平舵機輸出軸61的軸體上安裝有3D激光掃描儀14，當水平舵機6運轉時，3D激光掃描儀14繞水平舵機輸出軸61在垂直方向上作圓弧運動，為保證3D激光掃描儀14的平穩性，水平舵機輸出軸61沿其長度方向為上端扁平、下端圓弧的半圓柱體。

本實施例中，為了保證本裝置在惡劣天氣下正常工作，在云臺2和3D激光掃描儀14外還加裝有玻璃材質的保護殼15，保護殼15的殼面與3D激光掃描儀14掃描的方向垂直。

本實用新型中，一種用于3D激光掃描儀裝置的控制系統，該系統包括：上位機、STM32主控板、舵機控制板，所述STM32主控板上裝有通用同步異步收發器（USART）A、B、C，通用同步異步收發器（USART）A通過串口線與上位機連接，通用同步異步收發器（USART）B通過信號線與舵機控制板相連接，通用同步異步收發器（USART）C通過信號線與3D激光掃描儀14相連接，所述舵機控制板分別與垂直舵機5和水平舵機6通訊連接，垂直舵機5和水平舵機6內均裝有角度傳感器和角速度傳感器。

本實施例中，角度傳感器檢測的位置信息和角速度傳感器檢測的速度信息依次通過信號線、舵機控制板、通用同步異步收發器（USART）B和通用同步異步收發器（USART）A傳輸至上位機；3D激光掃描儀14獲得的掃描對象信息依次通過信號線、通用同步異步收發器（USART）C和通用同步異步收發器（USART）A傳輸至上位機，再通過上位機將位置信息、速度信息和掃描對象信息進行可視化處理。

本實施例中，通過上位機發送位置信息、速度信息指令，依次通過通用同步異步收發器（USART）A、通用同步異步收發器（USART）B、舵機控制板和信號線控制垂直舵機5的轉動角度和角速度，以實現對3D激光掃描儀14上水平方向上的調整；上位機發送位置信息、速度信息指令，依次通過通用同步異步收發器（USART）A、通用同步異步收發器（USART）C、舵機控制板和信號線控制水平舵機6的轉動角度和角速度，以實現對3D激光掃描儀14上垂直方向上的調整。