CN112923873A - 一种激光扫描装置和基于激光扫描的测角传感器、方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提高测角精度，降低测量成本，涉及一种激光扫描装置和基于激光扫描的测角传感器、方法，包括：激光器，用于向激光角度偏转装置发射固定波长的激光；激光角度偏转装置，用于改变接收到的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至三棱镜；三棱镜，用于扩大激光角度偏转装置发出的激光的角度，使得固定时间间隔前后两束激光之间的角度增大，即对激光角度偏转装置出射激光的夹角进一步放大；激光测量装置，用于接收三棱镜扩大了角度的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光射入的位置。

Description

一种激光扫描装置和基于激光扫描的测角传感器、方法

技术领域

本发明涉及角度测量技术领域，特别涉及一种激光扫描装置和基于激光扫描的测角传感器、方法。

背景技术

目前高精度角度测量常常采用光栅作为测量元件，但光栅精度受限于光栅刻线密度以及刻线精度，当前难以进一步提升其测量精度。申请人提出的基于光臂放大式角度测量传感器也依赖高精度位置敏感探测器，这类器件国内厂家也难以制造。

重庆理工大学彭东林教授发明的时栅采用旋转磁场作为运动参考系，旋转磁场的匀速性和平稳性影响测量精度。

申请号为202110202949X，名称为《一种基于时间测角的新型传感器及其角度测量方法》的专利申请中所使用的所述光波导阵列器件对激光偏转角度范围大，但其原理造成其会产生其他杂光，对光电探测器的测量结果会有影响。选择常规晶体实现激光偏转时，其偏转角度范围小，很多应用领域难以满足角度偏转范围的需求。

因此从测量原理进行创新，降低角度传感器对光电探测器件精度的要求，开发一种新型高精度、低成本的高精度角度测量传感器就十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提高测角精度，降低测量成本，提供一种激光扫描装置和基于激光扫描的测角传感器、方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种激光扫描装置，包括：

激光器，用于向激光角度偏转装置发射固定波长的激光；

激光角度偏转装置，用于改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至三棱镜；

三棱镜，用于扩大激光角度偏转装置发出的激光的角度，使得固定时间间隔T前后两束激光之间的角度增大；

激光测量装置，用于接收三棱镜扩大了角度的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光入射的位置。

在上述方案中，激光角度偏转装置持续改变激光的出射角度，但改变的出射角度范围过小，因此在激光角度偏转装置和激光测量装置之间设置三棱镜，用于将固定时间间隔T前后的两束激光之间的角度增大，从而在激光测量装置上能测得大角度的变化。

更进一步地，固定时间间隔T前后射入三棱镜的两束激光的角度小于射出三棱镜时的角度。

更进一步地，所述激光角度偏转装置为钽铌酸钾晶体。

在上述方案中，所述激光角度偏转装置优选钽铌酸钾晶体，但其他晶体也可以使用。

一种基于激光扫描的测角传感器，包括测头、多边正棱柱，所述测头包括：

激光器，用于向激光角度偏转装置发射固定波长的激光；

激光角度偏转装置，用于改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱；

第一三棱镜，用于扩大多边正棱柱反射的激光的角度，使得固定时间间隔T前后两束激光之间的角度增大；

测量光电探测器，用于接收第一三棱镜扩大了角度的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光入射的位置；

处理器，根据测量光电探测器在时间间隔T前后记录的两束激光入射的位置，计算多边正棱柱的旋转角度；

所述多边正棱柱用于搭载被测物体旋转，并将激光角度偏转装置发出的改变了出射角度的激光反射至所述第一三棱镜。

更进一步地，所述测头还包括分光镜、参考光电探测器，其中，

所述分光镜将激光角度偏转装置发出的激光反射至参考光电探测器，并透射至多边正棱柱；

所述参考光电探测器接收分光镜反射的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光入射的位置，用于实时检测所述激光角度偏转装置改变激光的角度偏转量。

更进一步地，所述测头还包括第二三棱镜，用于扩大分光镜反射的激光的角度，使得固定时间间隔T前后两束激光之间的角度增大。

更进一步地，固定时间间隔T前后射入第一三棱镜和第二三棱镜的两束激光的角度小于射出第一三棱镜和第二三棱镜时的角度。

一种基于激光扫描的测角方法，包括以下步骤：

步骤S1：在任意时刻，激光角度偏转装置改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱，激光经多边正棱柱反射至第一三棱镜的入射边，第一三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至测量光电探测器，此时测量光电探测器记录激光入射的位置x1；

步骤S2：相隔固定时间间隔T后，激光角度偏转装置持续改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱，激光经多边正棱柱反射至第一三棱镜的入射边，第一三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至测量光电探测器，此时测量光电探测器记录激光入射的位置x2；

步骤S3：处理器根据固定时间间隔T前后两次激光射入测量光电探测器的位置x1和x2，计算出位置差△x，并根据位置差△x获得所述多边正棱柱的旋转角度。

所述步骤S1还包括：

在任意时刻，激光角度偏转装置改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至分光镜，分光镜将激光透射至多边正棱柱，并反射至第二三棱镜的入射边，第二三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至参考光电探测器，此时参考光电探测器记录激光入射的位置y1；

所述步骤S2还包括：

相隔固定时间间隔T后，激光角度偏转装置持续改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至分光镜，分光镜将激光透射至多边正棱柱，并反射至第二三棱镜的入射边，第二三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至参考光电探测器，此时参考光电探测器记录激光入射的位置y2；

所述步骤S3还包括：

处理器根据固定时间间隔T前后两次激光射入参考光电探测器的位置y1和y2，计算出位置差△y，并根据位置差△x和△y获得所述多边正棱柱的旋转角度。

更进一步地，当所述测量光电探测器或参考光电探测器检测到激光在时间间隔T内到达过边缘位置时，处理器将固定时间间隔T前后两次激光射入测量光电探测器或参考光电探测器的位置差计算为入射点移动过的路程，即固定时间间隔前入射的位置到边缘位置的距离与固定时间间隔后入射的位置到边缘位置的距离之和。

在上述方案中，所述测量光电探测器或参考光电探测器检测到激光在固定时间间隔T内到达过边缘位置，即所述测量光电探测器曾出现过最大值或最小值Mx，或参考光电探测器检测值曾出现过最大值或最小值My，处理器将固定时间间隔T前后两次激光射入测量光电探测器的位置差计算为|Mx-x1|+|Mx-x2|，参考光电探测器的位置差计算为|My-y1|+|My-y2|。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

通过三棱镜扩大了激光角度偏转装置对激光的偏转角，增加了激光角度偏转装置的偏转角范围。同时，在固定偏转角条件下，控制要求大大降低，以钽铌酸钾晶体为例，同等偏转角要求下，本发明大大降低了控制电压范围。

通过三棱镜扩大了多边正棱柱的反射角，即实现了将多边正棱柱的微小角度变化扩大，提高多边正棱柱的角度测量精度。

通过分光镜的设置，将激光偏转装置的偏转激光分别通过两组光电探测器探测，参考光电探测器实现入射至多边正棱柱激光角度变化的测量，测量光电探测器实现经多边正棱柱反射后的激光角度变化的测量，以参考光电探测器获得的角度量作为基准，提高多边正棱柱的角度测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1一种激光扫描装置结构示意图；

图2为本发明实施例1一种激光扫描装置的角度对比示意图；

图3为本发明实施例2一种基于扫描激光的测角传感器结构示意图；

图4为本发明实施例2一种基于扫描激光的测角传感器另一实施方式结构示意图；

图5为本发明实施例3一种基于扫描激光的测角方法计算位置差的示意图。

图6为本发明实施例1三棱镜对不同入射角激光的偏转曲线示意图。

主要元件符号说明

激光器1，激光角度偏转装置2，第一三棱镜(三棱镜)3，测量光电探测器(激光测量装置)4，多边正棱柱5，分光镜6，第二三棱柱7，参考光电探测器8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

实施例1：

本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，提出一种激光扫描装置，包括激光器、激光角度偏转装置、三棱镜、激光测量装置，其中：

激光器，用于向激光角度偏转装置发射固定波长的激光；

激光角度偏转装置，用于改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至三棱镜；

三棱镜，用于扩大激光角度偏转装置发出的激光的角度，使得固定时间间隔T前后两束激光之间的角度增大；

激光测量装置，用于接收三棱镜扩大了角度的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光入射的位置。

请参见图1，其中实线为固定时间间隔前激光角度偏转装置发出的激光，虚线为固定时间间隔后激光角度偏转装置发出的激光。比如在t0时刻，激光器向激光角度偏转装置发射激光，激光角度偏转装置改变激光的出射角度，并将改变了出射角度后的激光发射至激光测量装置。在激光角度偏转装置和激光测量装置之间设置三棱镜，用于扩大激光的偏转角度。经过固定时间间隔T后，在t0+T时刻，激光角度偏转装置持续改变激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光经过三棱镜的扩大后，透射至激光测量装置。

可见，在激光角度偏转装置和激光测量装置之间设置了三棱镜后，固定时间间隔T前后两次激光射入激光测量装置的位置差变大。比如未设置三棱镜时，固定时间间隔之前激光射入激光测量装置的位置为a，固定时间间隔之后激光射入激光测量装置的位置为b；但设置三棱镜后，三棱镜扩大激光的偏转角度，固定时间间隔之前激光射入激光测量装置的位置为a`，固定时间间隔之后激光射入激光测量装置的位置为b`；通过测量发现，位置差|a-b|是小于|a`-b`|的。激光入射至三棱镜的入射角范围需要经过计算确定，确保两束入射激光之间的角度小于三棱镜出射激光之间的角度。

因此，设置了三棱镜之后激光角度偏转装置射出的激光角度由小角度变为大角度，根据已知的三棱镜的折射率和测量激光测量装置上激光入射的位置差，即可得知激光角度偏转装置在固定时间间隔T前后对激光出射的角度偏转量。在本方案中，可以进一步校正并提高激光角度偏转装置对激光的偏转角度量。

更进一步地，由于在传统的技术中，三棱镜对不同波长的光的折射率不同，因此使用三棱镜将混合光进行色散，从而将各单色光分开。在本发明中，所述激光器发射的激光是一束具有固定波长的光，因此当该激光射入三棱镜时，在三棱镜入射面不同的位置射入，可能会有不同的结果。也就是说，当三棱镜的入射角选择不合适时，激光射入三棱镜后反而会缩小两束非平行激光之间的角度。

以折射率1.5，顶角60度的棱镜为例，入射角与出射角之间的关系如图6所示。选择入射角在28度至33度之间，三棱镜对入射激光的偏转放大作用明显，但入射角不合适时，三棱镜对入射激光的偏转起到缩小作用。

因此，本方案限定固定时间间隔T前后射入三棱镜的两束激光的角度小于射出三棱镜时的角度。请参见图2，其中角度α是指固定时间间隔前后射入三棱镜的两束激光的角度，角度β是指固定时间间隔前后射出三棱镜的两束激光的角度。

实施例2：

本发明还提出一种基于激光扫描的测角传感器，包括测头、多边正棱柱，所述测头包括激光器、激光角度偏转装置、第一三棱镜、测量光电探测器，其中：

激光器，用于向激光角度偏转装置发射固定波长的激光；

激光角度偏转装置，用于改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱；

第一三棱镜，用于扩大多边正棱柱反射的激光的角度，使得固定时间间隔T前后两束激光之间的角度增大；

测量光电探测器，用于接收第一三棱镜扩大了角度的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光入射的位置；本实施例的所述测量光电探测器相当于实施例1的所述激光测量装置；

处理器，根据测量光电探测器在固定时间间隔T前后记录的两束激光入射的位置，计算多边正棱柱的旋转角度；

所述多边正棱柱用于搭载被测物体旋转，并将激光角度偏转装置发出的改变了出射角度的激光反射至第一三棱镜。

请参见图3，实线为固定时间间隔之前的激光，虚线为固定时间间隔之后的激光。在固定时间间隔之前，比如在t0时刻，激光入射至激光角度偏转装置，激光角度偏转装置在控制信号的作用下，输出的激光角度会发生改变，将激光输出至多边正棱柱，激光经过多边正棱柱反射至测量光电探测器。在多边正棱柱和测量光电探测器之间设置所述第一三棱镜，用于扩大激光的偏转角度，其作用与实施例1中所述三棱镜相同，故不在此赘述。激光经过第一三棱镜的扩大后，射入测量光电探测器，测量光电探测器记录此时激光入射的位置x1。

在固定时间间隔T之后，即t0+T时刻，激光射入至激光角度偏转装置，激光角度偏转装置在控制信号的作用下，输出的激光角度会持续发生改变，将激光输出至多边正棱柱，激光经过多边正棱柱反射至测量光电探测器。同样经过第一三棱镜的扩大后，射入测量光电探测器，测量光电探测器记录此时激光入射的位置x2。

处理器根据测量光电探测器记录的位置x1和x2，可计算出固定时间间隔T前后的位置差△x，由于所述激光角度偏转装置在固定时间间隔T前后改变的激光偏转量是已知的，因此处理器可根据位置差△x和激光偏转量，得到多边正棱柱的旋转角度。

需要说明的是，在测量前期就预先将位置差△x和激光偏转量，以及多边正棱柱的旋转角度以标记的形式做成表格，在测量时，通过查表，即一个位置差△x和一个激光偏转量即对应了一个唯一的旋转角度，该旋转角度就是多边正棱柱的旋转角度，也即被测物体的旋转角度。

但是虽然已知所述激光角度偏转装置在固定时间间隔T前后对激光的角度偏转量，但是由于偏转量较小，因此设置了第一三棱镜。为了更进一步精确所述激光角度偏转装置对激光的角度偏转量，本方案还设置了分光镜、第二三棱柱、参考光电探测器。

请参见图4，所述分光镜将激光角度偏转装置发出的激光反射至参考光电探测器，并透射至多边正棱柱，透射至多边正棱柱的激光路径与设置分光镜之前的路径一致。在分光镜和参考光电探测器之间设置第二三棱镜，用于扩大激光的偏转角度，其作用与实施例1中的所述三棱镜以及本实施例中所述的第一三棱镜相同，故不在此赘述。

在t0时刻，分光镜将激光反射至参考光电探测器，经过第二三棱镜的扩大后射入参考光电探测器，参考光电探测器记录此时激光入射的位置y1，在固定时间间隔T之后，即t0+T时刻，参考光电探测器记录此时激光入射的位置y2。处理器根据参考光电探测器记录的位置y1和y2，可以计算出位置差△y，根据位置差△y，可以更准确的计算出所述激光角度偏转装置在固定时间间隔T前后对激光的偏转量。

因此，本实施例设置参考光电探测器用于实时检测激光角度偏转装置对激光的偏转量，减少获取偏转量的误差，提高测量精度。

同理，固定时间间隔T前后射入第一三棱镜和第二三棱镜的两束激光的角度小于射出第一三棱镜和第二三棱镜时的角度，原理已在实施例1解释说明，故不在此赘述。

本实施例其他内容均与实施例1相同，请参见实施例1。

实施例3：

本发明还提出一种基于激光扫描的测角方法，包括以下步骤：

步骤S1：在任意时刻，激光角度偏转装置改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱，激光经多边正棱柱反射至第一三棱镜的入射边，第一三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至测量光电探测器，此时测量光电探测器记录激光入射的位置x1。

在该时刻，激光角度偏转装置改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至分光镜，分光镜将激光透射至多边正棱柱，并反射至第二三棱镜的入射边，第二三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至参考光电探测器，此时参考光电探测器记录激光入射的位置y1。

步骤S2：相隔固定时间间隔T后，激光角度偏转装置持续改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱，激光经多边正棱柱反射至第一三棱镜的入射边，第一三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至测量光电探测器，此时测量光电探测器记录激光入射的位置x2。

在该时刻，激光角度偏转装置持续改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至分光镜，分光镜将激光透射至多边正棱柱，并反射至第二三棱镜的入射边，第二三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至参考光电探测器，此时参考光电探测器记录激光入射的位置y2。

步骤S3：处理器根据固定时间间隔T前后两次激光射入测量光电探测器的位置x1和x2，计算出位置差△x；根据固定时间间隔T前后两次激光射入参考光电探测器的位置y1和y2，计算出位置差△y，并根据位置差△x和△y获得所述多边正棱柱的旋转角度。

需要说明的是，所述激光角度偏转装置对激光进行角度偏转时，可以是连续变化的，比如像钟摆一样，上电后即不断的摆动，每隔固定时间间隔T，测量一次。因此即很有可能在固定时间间隔T内，激光已扫描到测量光电探测器或参考光电探测器的边缘位置，请参见图5，以测量光电探测器为例，A点为测量光电探测器一端的边缘位置，B点为另一端的边缘位置。但边缘位置是会发生变化的，不是每一次的边缘位置都是A点和B点，因此随着多边正棱柱的旋转，边缘位置会发生变化，但每当激光扫描到一定位置后又返回来时，该位置即是本次的边缘位置，本方案的测量光电探测器具有检测边缘位置的功能。

假设本次测量光电探测器检测到激光在t0时刻射入C点，在固定时间间隔T内扫描到A点后，又返回来，在t0+T时刻时，激光射入D点。因此此时在计算时间差△x时，应将固定时间间隔前后两次激光射入测量光电探测器的位置差计算为入射点移动过的路程，即固定时间间隔前射入的位置到边缘位置的距离与固定时间间隔后射入的位置到边缘位置的距离之和，即C点到A点的距离与A点到D点的距离之和，△x＝|CA|+|AD|。在参考光电探测器上，也是这个原理，故不在此赘述。

本实施例其他内容与实施例1和实施例2相同，请参见实施例1和实施例2。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光扫描装置，其特征在于：包括：

激光器，用于向激光角度偏转装置发射固定波长的激光；

激光角度偏转装置，用于改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至三棱镜；

三棱镜，用于扩大激光角度偏转装置发出的激光的角度，使得固定时间间隔T前后两束激光之间的角度增大；

激光测量装置，用于接收三棱镜扩大了角度的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光入射的位置。

2.根据权利要求1所述的一种激光扫描装置，其特征在于：固定时间间隔T前后射入三棱镜的两束激光的角度小于射出三棱镜时的角度。

3.根据权利要求1所述的一种激光扫描装置，其特征在于：所述激光角度偏转装置为钽铌酸钾晶体。

4.一种基于激光扫描的测角传感器，其特征在于：包括测头、多边正棱柱，所述测头包括：

激光器，用于向激光角度偏转装置发射固定波长的激光；

激光角度偏转装置，用于改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱；

第一三棱镜，用于扩大多边正棱柱反射的激光的角度，使得固定时间间隔T前后两束激光之间的角度增大；

测量光电探测器，用于接收第一三棱镜扩大了角度的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光入射的位置；

处理器，根据测量光电探测器在时间间隔T前后记录的两束激光入射的位置，计算多边正棱柱的旋转角度；

所述多边正棱柱用于搭载被测物体旋转，并将激光角度偏转装置发出的改变了出射角度的激光反射至所述第一三棱镜。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光扫描的测角传感器，其特征在于：所述测头还包括分光镜、参考光电探测器，其中，

所述分光镜将激光角度偏转装置发出的激光反射至参考光电探测器，并透射至多边正棱柱；

所述参考光电探测器接收分光镜反射的激光，并记录固定时间间隔T前后两束激光入射的位置，用于实时检测所述激光角度偏转装置改变激光的角度偏转量。

6.根据权利要求5所述的一种基于激光扫描的测角传感器，其特征在于：所述测头还包括第二三棱镜，用于扩大分光镜反射的激光的角度，使得固定时间间隔T前后两束激光之间的角度增大。

7.根据权利要求6所述的一种基于激光扫描的测角传感器，其特征在于：固定时间间隔T前后射入第一三棱镜和第二三棱镜的两束激光的角度小于射出第一三棱镜和第二三棱镜时的角度。

8.一种基于激光扫描的测角方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：在任意时刻，激光角度偏转装置改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱，激光经多边正棱柱反射至第一三棱镜的入射边，第一三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至测量光电探测器，此时测量光电探测器记录激光入射的位置x1；

步骤S2：相隔固定时间间隔T后，激光角度偏转装置持续改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至多边正棱柱，激光经多边正棱柱反射至第一三棱镜的入射边，第一三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至测量光电探测器，此时测量光电探测器记录激光入射的位置x2；

步骤S3：处理器根据固定时间间隔T前后两次激光射入测量光电探测器的位置x1和x2，计算出位置差△x，并根据位置差△x获得所述多边正棱柱的旋转角度。

9.根据权利要求8所述的一种基于激光扫描的测角方法，其特征在于：

所述步骤S1还包括：

在任意时刻，激光角度偏转装置改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至分光镜，分光镜将激光透射至多边正棱柱，并反射至第二三棱镜的入射边，第二三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至参考光电探测器，此时参考光电探测器记录激光入射的位置y1；

所述步骤S2还包括：

相隔固定时间间隔T后，激光角度偏转装置持续改变激光器发射的激光的出射角度，并将改变了出射角度的激光发射至分光镜，分光镜将激光透射至多边正棱柱，并反射至第二三棱镜的入射边，第二三棱镜改变激光的角度，并从其出射边透射至参考光电探测器，此时参考光电探测器记录激光入射的位置y2；

所述步骤S3还包括：

处理器根据固定时间间隔T前后两次激光射入参考光电探测器的位置y1和y2，计算出位置差△y，并根据位置差△x和△y获得所述多边正棱柱的旋转角度。

10.根据权利要求9所述的一种基于激光扫描的测角方法，其特征在于：当所述测量光电探测器或参考光电探测器检测到激光在时间间隔T内到达过边缘位置时，处理器将固定时间间隔T前后两次激光射入测量光电探测器或参考光电探测器的位置差计算为入射点移动过的路程，即固定时间间隔前入射的位置到边缘位置的距离与固定时间间隔后入射的位置到边缘位置的距离之和。

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