本實(shí)用新型涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種通過非接觸式供電和通信的旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)。

背景技術(shù)：

激光雷達(dá)是光電輻射探測(cè)和傳統(tǒng)雷達(dá)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的主動(dòng)成像技術(shù)，其在沿用電磁雷達(dá)測(cè)距原料的基礎(chǔ)上，采用探測(cè)波長(zhǎng)更短的光作為探測(cè)光源，相對(duì)于微波雷達(dá)和毫米波具有更高的空間分辨率，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)輪廓達(dá)毫米量級(jí)的高分辨率空間成像，廣泛應(yīng)用于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中。激光測(cè)距是利用激光對(duì)被測(cè)物體的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定的方法，其在工作時(shí)向被測(cè)物體發(fā)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)單元測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出被測(cè)物體的距離。

通常情況下，機(jī)器人在移動(dòng)過程中需要實(shí)時(shí)探測(cè)周圍環(huán)境信息，旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)作為一種有效地探測(cè)手段被廣泛用于移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)中。常規(guī)的旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)主要采用電刷或?qū)Ь€的方式進(jìn)行供電和數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，這兩種模式分別存在著壽命短和不能單向連續(xù)旋轉(zhuǎn)的缺點(diǎn)。專利號(hào)為CN 20453569U的“非接觸供電的低成本360度激光測(cè)距雷達(dá)”，其采用受電線圈和供電線圈組成非接觸供電系統(tǒng)的方式來提供電力，通訊方式則采用無線通信的方式將信號(hào)發(fā)送出去。該方法雖然成功地避免了旋轉(zhuǎn)部件之間的供電和通信的物理連接，但采用無線通信的方式存在著收到外部無線信號(hào)干擾的風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)的存在可能會(huì)導(dǎo)致通信速率下降，串?dāng)_等問題的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)和底座之間的無法實(shí)現(xiàn)非接觸式電能和數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸?shù)膯栴}。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)，所述旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)包括底座、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、測(cè)距單元、供電單元、受電單元、第一通信單元、第二通信單元、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、第一耦合線圈和第二耦合線圈；其中，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)于所述底座是可旋轉(zhuǎn)的；所述供電單元、所述第一通信單元和所述初級(jí)線圈設(shè)置于所述底座上；所述供電單元、所述第一通信單元分別與所述初級(jí)線圈連接；所述受電單元、所述第二通信單元、所述次級(jí)線圈、和所述測(cè)距單元設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；所述受電單元分別與所述次級(jí)線圈和所述測(cè)距單元連接，所述第二通信單元分別與所述次級(jí)線圈和所述測(cè)距單元連接；所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈相向?qū)?yīng)設(shè)置,通過磁耦合構(gòu)成所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈之間的電能傳輸通道；工作時(shí)，所述供電單元通過所述電能傳輸通道將電能傳輸給所述受電單元；所述第一通信單元和第二通信單元之間通過所述電能傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述第一通信單元和第二通信單元之間通過所述電能傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸包括：所述第一通信單元通過調(diào)幅的方式將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到所述初級(jí)線圈的電能傳輸波形中，再通過所述電能傳輸通道進(jìn)行傳輸；所述第二通信單元通過所述次級(jí)線圈接收電能傳輸波形中加載的數(shù)據(jù)信號(hào)；所述第二通信單元通過調(diào)幅的方式將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到所述次級(jí)線圈的電能傳輸波形中，再通過所述電能傳輸通道進(jìn)行傳輸；所述第一通信單元通過所述初級(jí)線圈接收電能傳輸波形中加載的數(shù)據(jù)信號(hào)。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述激光測(cè)距雷達(dá)還包括第一耦合線圈和第二耦合線圈，所述第一耦合線圈位于所述底座上，且連接在所述初級(jí)線圈和第一通信單元之間；所述第二耦合線圈位于所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，且連接在所述次級(jí)線圈和第二通信單元之間。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述第一通信單元和第二通信單元之間通過所述電能傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸包括：所述第一通信單元通過所述第一耦合線圈和所述初級(jí)線圈將數(shù)據(jù)信號(hào)耦合加載至電能傳輸波形中，再通過所述電能傳輸通道進(jìn)行傳輸；所述第二通信單元通過所述次級(jí)線圈和所述第二耦合線圈接收電能傳輸波形中加載的數(shù)據(jù)信號(hào)；所述第二通信單元通過所述第二耦合線圈和所述次級(jí)線圈將數(shù)據(jù)信號(hào)耦合加載至電能傳輸波形中，再通過所述電能傳輸通道進(jìn)行傳輸；所述第一通信單元通過所述初級(jí)線圈和所述第一耦合線圈接收電能傳輸波形中加載的數(shù)據(jù)信號(hào)。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述初級(jí)線圈和所述次級(jí)線圈圍繞所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相向?qū)?yīng)設(shè)置。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述供電單元還包括用于接入外部電能的外部電源接口。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述第一通信單元還包括外部數(shù)據(jù)接口，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信號(hào)。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述測(cè)距單元包括激光測(cè)距子單元和角度及轉(zhuǎn)速測(cè)量子單元。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述激光測(cè)距子單元包括激光發(fā)射器、濾光片、透鏡、線陣CCD圖像傳感和數(shù)據(jù)處理器。

于本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述激光測(cè)距子單元包括激光發(fā)射器、激光接收器、計(jì)時(shí)器和數(shù)據(jù)處理器。

如上所述，本實(shí)用新型的一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)可通過非接觸的方式同時(shí)傳輸電能和數(shù)據(jù)信號(hào)：利用磁耦合建立初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的電能傳輸通道傳輸電能，并將第一通信單元和第二通信單元的數(shù)據(jù)信號(hào)通過調(diào)幅或者磁耦合的方式加載至電能傳輸波形中，再借助于電能傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸。本實(shí)用新型既達(dá)到了非接觸式電能和數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)哪康模趾?jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)通過非接觸的方式可以將數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸通道有效地限制在初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的周圍，降低了被干擾的風(fēng)險(xiǎn)，提高了產(chǎn)品的可靠性。

附圖說明

圖1顯示為本實(shí)用新型的實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為本實(shí)施新型的實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)和底座的另一種連接方式的原理示意圖。

圖3顯示為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4顯示為本實(shí)用新型的實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的激光測(cè)距子單元采用三角測(cè)距法的原理示意圖。

圖5顯示為本實(shí)用新型的實(shí)施例公開的一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的激光測(cè)距子單元采用TOF距法的原理示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

100 旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)

110 底座

120 旋轉(zhuǎn)臺(tái)

130 電機(jī)

131 主軸/轉(zhuǎn)動(dòng)軸

140 測(cè)距單元

141 激光測(cè)距子單元

142 角度及轉(zhuǎn)速測(cè)量子單元

151 供電單元

152 手電單元

161 第一通信單元

162 第二通信單元

171 初級(jí)線圈

172 次級(jí)線圈

181 第一耦合線圈

182 第二耦合線圈

210 激光發(fā)射器

220 透鏡

230 線陣CCD圖像傳感器

310 激光發(fā)射器

320 激光接收器

400 待測(cè)物體

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

請(qǐng)參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。

本實(shí)用新型公開了一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)，用于通過同一傳輸通道實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的測(cè)距單元和其它用電器件的非接觸式供電，以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的測(cè)距單元和其他用電器件與底座上的用電器件之間的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸。

如圖1所示，本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)100包括底座110、旋轉(zhuǎn)臺(tái)120、電機(jī)130、測(cè)距單元140、供電單元151、受電單元152、第一通信單元161、第二通信單元162、初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172。在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)臺(tái)120相對(duì)于底座110的旋轉(zhuǎn)是通過電機(jī)130來實(shí)現(xiàn)的，且旋轉(zhuǎn)臺(tái)120是繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸131旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)120相對(duì)于底座110的旋轉(zhuǎn)還可以通過很多其它方法實(shí)現(xiàn)，這些都是機(jī)械領(lǐng)域的常規(guī)方法，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)120相對(duì)于底座110是可旋轉(zhuǎn)的就在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

本實(shí)施例中，列舉了兩種通過電機(jī)130實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)120相對(duì)于底座110的旋轉(zhuǎn)的方式：

其一，如圖1所示，電機(jī)130固定安裝在底座110上的，且電機(jī)130具有一主軸131，即旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)臺(tái)120與電機(jī)130的主軸131連接，通過電機(jī)130帶動(dòng)主軸131轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)120轉(zhuǎn)動(dòng)；優(yōu)選地，主軸/旋轉(zhuǎn)軸131穿過旋轉(zhuǎn)臺(tái)120的中心位置；

其二，如圖2所示，電機(jī)130同樣固定安裝在底座110上，但是電機(jī)130并不與旋轉(zhuǎn)臺(tái)120直接相連，旋轉(zhuǎn)臺(tái)120與電機(jī)130的轉(zhuǎn)子之間通過皮帶或其它傳動(dòng)部件間接連接在一起，電機(jī)130的轉(zhuǎn)子通過皮帶或其他它傳動(dòng)部件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)120發(fā)生旋轉(zhuǎn)。此種方式下，旋轉(zhuǎn)軸131位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)120的中心位置，且垂直于旋轉(zhuǎn)臺(tái)120所處平面。

此外，本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)100的底座110和旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上還分別設(shè)置有很多的用于實(shí)現(xiàn)不同功能的用電器件(在說明書附圖中未予以標(biāo)識(shí))。

下面以圖1所示的旋轉(zhuǎn)方式對(duì)旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)進(jìn)行說明。

供電單元151、第一通信單元161、初級(jí)線圈171是設(shè)置于底座110上；測(cè)距單元140、受電單元152、第二通信單元162、次級(jí)線圈172是設(shè)置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上的。

在底座110和旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上，初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172是相對(duì)應(yīng)設(shè)置的，且大小匹配，相互耦合，且初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172間的距離是被控制在一定范圍內(nèi)的。如圖1所示，在本實(shí)施例中，初級(jí)線圈171是以電機(jī)130的主軸131為中心，設(shè)于底座110面向旋轉(zhuǎn)臺(tái)120的一面；與初級(jí)線圈171大小匹配、相互耦合的次級(jí)線圈172是對(duì)應(yīng)設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)120面向底座110的一面，并且，次級(jí)線圈172同樣是以主軸121為中心。

初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172之間通過磁耦合構(gòu)成了初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172之間的電能傳輸通道：初級(jí)線圈171根據(jù)輸入的交流電能產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，對(duì)應(yīng)地，次級(jí)線圈172根據(jù)該交變電磁場(chǎng)感應(yīng)對(duì)應(yīng)的交變電流，由此構(gòu)成了初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172之間的電能傳輸通道，實(shí)現(xiàn)了初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172之間的非接觸式電能傳輸。

供電單元151與初級(jí)線圈171連接，受電單元152與次級(jí)線圈172連接。供電單元151借助于初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172之間的電能傳輸通道，將電能傳輸至受電單元152：供電單元151為初級(jí)線圈171提供交流電能；初級(jí)線圈171根據(jù)該交流電能產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，對(duì)應(yīng)地，次級(jí)線圈172根據(jù)該交變電磁場(chǎng)感應(yīng)對(duì)應(yīng)的交變電流，并將該交變電流傳輸至受電單元152。從而通過初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172間的電能傳輸通道實(shí)現(xiàn)了供電單元151和受電單元152之間的非接觸式電能傳輸。

其中，供電單元151既可以直接采用蓄電池，也可以通過該外部電源接口，引入外部電源。其中外部電源接口設(shè)置在供電單元151上，且外部電源接口包括但不限于：USB接口、D型接口等等。

供電單元151還包括逆變電路，用于將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能。需要說明的是，凡是能夠?qū)⒅绷麟娔苻D(zhuǎn)換為交流電能的逆變電路均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

此外，供電單元151還分別與底座110上設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)用電器件連接，用于為與之連接的用電器件提供電能。

受電單元152與測(cè)距單元140連接，用于為測(cè)距單元140提供電能。受電單元152將次級(jí)線圈172傳輸過來的交變電流轉(zhuǎn)換為直流電流，再提供給旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上的測(cè)距單元140。

受電單元152包括整流濾波電路，用于將交變電流轉(zhuǎn)換為直流電流。需要說明的是，凡是能夠?qū)⒔蛔冸娏鬓D(zhuǎn)換為直流電流的整流濾波電路均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

此外，受電單元152還可與旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)用電器件連接，用于為與之連接的用電器件提供電能。

第一通信單元161與初級(jí)線圈171連接，第二通信單元162與次級(jí)線圈172連接，以實(shí)現(xiàn)第一通信單元161和第二通信單元162之間通過電能傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸：既包括第一通信單元161的數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞至所述第二通信單元162，也包括第二通信單元162的數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞至第一通信單元161。在本實(shí)施例中，公開了兩個(gè)借助于電能傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，但是本?shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于這兩種方式，只要是第一通信單元161和第二通信單元162之間是借助于電能傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模诒緦?shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

第一種方式為通過調(diào)幅的方式將數(shù)據(jù)信號(hào)直接調(diào)制加載到電能傳輸波形中，再通過電能傳輸通道進(jìn)行傳輸：

第一通信單元161通過調(diào)幅將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到初級(jí)線圈171的電能傳輸波形中；再通過電能傳輸通道進(jìn)行傳輸；第二通信單元162通過次級(jí)線圈172接收電能傳輸波形加載的數(shù)據(jù)信號(hào)；

或者，第二通信單元162通過調(diào)幅將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到次級(jí)線圈172的電能傳輸波形中；再通過電能傳輸通道進(jìn)行傳輸；第一通信單元161通過初級(jí)線圈171接收電能傳輸波形加載的數(shù)據(jù)信號(hào)。

第二種方式為利用磁耦合的方式將數(shù)據(jù)信號(hào)加載至電能傳輸波形中，在通過電能傳輸通道進(jìn)行傳輸：

如圖3所述，在第一通信單元161和初級(jí)線圈171之間增加一個(gè)第一耦合線圈181，在第二通信單元162和次級(jí)線圈172之間增加一第二耦合線圈182，即，第一通信單元161通過第一耦合線圈181與初級(jí)線圈171連接，第二通信單元162通過第二耦合線圈182與次級(jí)線圈172連接；

第一通信單元161的數(shù)據(jù)信號(hào)通過第一耦合線圈181耦合數(shù)據(jù)信號(hào)到初級(jí)線圈171所在的電路中，將數(shù)據(jù)波形耦合加載至電能傳輸波形中；再通過電能傳輸通道進(jìn)行傳輸；第二通信單元162通過次級(jí)線圈172和第二耦合線圈182接收電能傳輸波形加載的數(shù)據(jù)信號(hào)；

第二通信單元162的數(shù)據(jù)信號(hào)通過第二耦合線圈182耦合數(shù)據(jù)信號(hào)到次級(jí)線圈172所在的電路中，將數(shù)據(jù)波形耦合加載至電能傳輸波形中；再通過電能傳輸通道進(jìn)行傳輸；第一通信單元161通過初級(jí)線圈171和第一耦合線圈181接收電能傳輸波形加載的數(shù)據(jù)信號(hào)。

進(jìn)一步地，不論是采用何種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，第一通信單元161還包括第一調(diào)制子單元和第一濾波解調(diào)子單元。第一調(diào)制子單元用于對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；第一濾波解調(diào)子單元用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波解調(diào)。第二通信單元162還包括第二調(diào)制子單元和第二濾波解調(diào)子單元。第二調(diào)制子單元與用于對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；第二濾波解調(diào)子單用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波解調(diào)。

此外，第一通信單元161還可與底座110上的用電器件連接，同樣地第二通信單元162也可與旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上的用電器件連接，從而可實(shí)現(xiàn)底座110上的用電器件與旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上的用電器件通過第一通信單元161和第二通信單元162進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸。并且，第一通信單元161還包括一數(shù)據(jù)接口，用于將旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的數(shù)據(jù)信號(hào)向外發(fā)送，和/或接收外部的數(shù)據(jù)信號(hào)。通過該數(shù)據(jù)接口，第二通信單元162的數(shù)據(jù)信號(hào)(包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上的測(cè)距單元140和用電器件的數(shù)據(jù)信號(hào))、以及底座110上的用電器件的數(shù)據(jù)信號(hào)均可以與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交互傳輸。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)100的測(cè)距單元140包括用于進(jìn)行精確測(cè)距的激光測(cè)距子單元141、以及用于測(cè)量當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角度即轉(zhuǎn)動(dòng)速度的角度及轉(zhuǎn)速測(cè)量子單元142。

在本實(shí)施例中，激光測(cè)距子單元141可以采用三角測(cè)距法或TOF(Time of Flight，飛行時(shí)間)法測(cè)量旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)周圍物體的距離。

其中，當(dāng)采用三角測(cè)距法時(shí)，如圖4所示，激光測(cè)距子單元141包括激光發(fā)射器210、濾光片(圖4中未予以標(biāo)識(shí))、透鏡220、線陣CCD圖像傳感器230和數(shù)據(jù)處理器(圖4中未予以標(biāo)識(shí))。透鏡220的前端安裝濾光片，使得透過濾光片的光與激光發(fā)射器的發(fā)出的激光的波長(zhǎng)一致；并且，激光發(fā)射器210與透鏡220的法線之間有一定的夾角α，線陣CCD圖像傳感器230與透鏡220的法線相垂直，并置于透鏡230的后方。

采用三角測(cè)距法的激光測(cè)距子單元141在測(cè)距時(shí)，激光發(fā)射器210發(fā)射紅外線激光照射到待測(cè)物體400上，發(fā)生漫發(fā)射，反射的光斑經(jīng)過透鏡220在線陣CCD圖像傳感器230上成像。假設(shè)，激光發(fā)射器210與透鏡220的中心的距離為D，光斑在線陣CCD圖像傳感器230上成像的位置為n，線陣CCD圖像傳感器230與透鏡220見的距離為f，那么，待測(cè)物體300與透鏡220的平面的距離L為：

$L=\frac{D\·f}{n+f\·tan\mathrm{\α}};$

且，當(dāng)α為0°時(shí)，因此，通過獲取光斑在線陣CCD圖像傳感器230上的位置即可獲得待測(cè)物體400距離透鏡220的平面的距離。并且，光斑在線陣CCD圖像傳感器230上的成像為覆蓋區(qū)域，以光斑在線陣CCD圖像傳感器成像的光心位置作為n的值帶入即可求得距離。

當(dāng)采用TOF測(cè)距法時(shí)，如圖5所示，激光測(cè)距子單元141包括激光發(fā)射器310、激光接收器320和計(jì)時(shí)器(圖5中未予以標(biāo)識(shí))。在測(cè)距時(shí)，激光發(fā)射器310發(fā)射激光脈沖，同時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，激光脈沖照射到待測(cè)物體400上發(fā)生反射，反射回來的反射脈沖被激光接收器320所接收，此時(shí)，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間為t，該時(shí)間為激光脈沖的“飛行時(shí)間”。那么，待測(cè)物體400到激光測(cè)距子單元141的距離L即為激光脈沖行走的距離，該距離可通過“飛行時(shí)間”t計(jì)算獲得：

$L=\frac{t\·c}{2},$

其中，c表示光速。此外，采用此種測(cè)距方法，對(duì)計(jì)時(shí)器的要求較高，計(jì)時(shí)器的分辨率決定了旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)的最小探測(cè)距離，優(yōu)選地，計(jì)時(shí)器采用專用TDC(Time-to-Digital Converter，時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器)芯片。

本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)100在工作時(shí)，供電單元151提供底座110上的用電器件的電能，并通過初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172間的電能傳輸通道將電能提供給旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上的受電單元152，受電單元152進(jìn)一步地將電能提供給測(cè)距單元140和位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的其他用電器件。電機(jī)130旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)120上的測(cè)距單元140旋轉(zhuǎn)，測(cè)距單元140對(duì)不同方向上的物體進(jìn)行測(cè)距，并與實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速信息和角度信息相結(jié)合，從而獲取旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)100周圍的環(huán)境信息，該環(huán)境信息通過第二通信單元162、第二耦合線圈182、初級(jí)線圈171和次級(jí)線圈172間的電能傳輸通道、第一耦合線圈181和第一通信單元161被傳輸?shù)降鬃?10上，進(jìn)而還可通過第一通信單元161的外部數(shù)據(jù)接口將環(huán)境信息傳輸給外部設(shè)備。

此外，為了突出本實(shí)用新型的創(chuàng)新部分，本實(shí)施例中并沒有將與解決本實(shí)用新型所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的單元引入，但這并不表明本實(shí)施例中不存在其它的單元。

綜上所述，本實(shí)用新型的一種旋轉(zhuǎn)式激光測(cè)距雷達(dá)可通過非接觸的方式同時(shí)傳輸電能和數(shù)據(jù)信號(hào)：利用磁耦合建立初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的電能傳輸通道傳輸電能，并將第一通信單元和第二通信單元的數(shù)據(jù)信號(hào)通過調(diào)幅或者磁耦合的方式加載至電能傳輸波形中，再借助于電能傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸。本實(shí)用新型既達(dá)到了非接觸式電能和信號(hào)傳輸?shù)哪康?，又?jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)通過非接觸的方式可以將數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸通道有效地限制在初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的周圍，降低了被干擾的風(fēng)險(xiǎn)，提高了產(chǎn)品的可靠性。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。