CN113075681A - 一种扫描装置和扫描测量*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扫描装置和扫描测量***，包括：反射镜，反射镜的反射面的法线与旋转轴之间的夹角为锐角；第一旋转机构，第一旋转机构控制反射镜绕旋转轴进行360°旋转，以使预设平面内出射的扫描光被反射镜反射后绕旋转轴旋转360°出射，或者，绕旋转轴旋转360°范围内的测量光被反射镜反射至预设平面内，从而不需要控制整个扫描测量***进行360°旋转，而是仅控制反射镜进行360°旋转即可实现360°扫描，进而提高了整个测量***的机械稳定性。

Description

一种扫描装置和扫描测量***

技术领域

本发明涉及光学扫描技术领域，更具体地说，涉及一种扫描装置和扫描测量***。

背景技术

目前的全角度(即360°)扫描测量***，如全角度扫描激光雷达测量***，是通过机械式旋转机构控制整个测量***进行360°旋转，来实现360°扫描的。虽然这种扫描测量***已经广泛应用于环境测绘、建筑检测、隧道及矿井检测等领域，但是，其仍然存在机械稳定性差的问题。基于此，如何提高扫描测量***的机械稳定性是本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种扫描装置和扫描测量***，以提高现有的测量***的机械稳定性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种扫描装置，包括：

反射镜，所述反射镜的反射面的法线与旋转轴之间的夹角为锐角；

第一旋转机构，所述第一旋转机构控制所述反射镜绕所述旋转轴进行360°旋转，以使预设平面内出射的扫描光被所述反射镜反射后绕所述旋转轴旋转360°出射，或者，绕所述旋转轴旋转360°范围内的测量光被所述反射镜反射至预设平面内。

可选地，还包括：

至少一个Risley棱镜，所述至少一个Risley棱镜位于所述预设平面和所述反射镜之间；

至少一个第二旋转机构，所述第二旋转机构控制所述Risley棱镜绕所述旋转轴进行360°旋转，以使预设平面内出射的扫描光被所述至少一个Risley棱镜折射和所述反射镜反射后绕所述旋转轴旋转360°出射，或者，绕所述旋转轴旋转360°范围内的测量光被所述反射镜反射和所述至少一个Risley棱镜折射至预设平面内。

可选地，所述第一旋转机构包括第一电机，所述第二旋转机构包括第二电机，所述第一电机设置在所述反射镜背离所述预设平面的一侧，所述第二电机设置在所述Risley棱镜侧面。

可选地，所述扫描装置包括一个Risley棱镜；

所述Risley棱镜的倾斜面背离所述反射镜的反射面。

可选地，所述扫描装置包括两个Risley棱镜；

所述两个Risley棱镜的倾斜面朝向所述反射镜的反射面设置。

可选地，还包括：

透镜，所述透镜包括焦距或位置可调的可调透镜，所述透镜位于所述至少一个Risley棱镜和所述预设平面之间，以通过所述透镜调节所述扫描光或所述测量光的方向。

一种扫描测量***，包括：

至少一个收发模块，所述收发模块位于预设平面内，所述收发模块模块用于发射扫描光；

扫描装置，所述扫描装置为如上任一项所述的扫描装置，所述扫描装置用于将所述扫描光反射至一空间，使所述扫描光旋转360°对所述空间进行360°扫描，并接收所述空间内物体反射回的测量光，并将所述测量光反射至所述预设平面内；

所述收发模块还用于接收所述测量光，并对所述测量光进行测量，以根据测量结果获得所述空间的物体信息，所述物体信息包括物体的分布信息和物体的距离信息。

可选地，所述扫描测量***包括一个收发模块，所述收发模块包括一个激光发射器和一个光电探测器，所述激光发射器和所述光电探测器邻近设置；

或者，所述扫描测量***包括多个收发模块，所述收发模块包括一个激光发射器和一个光电探测器，所述激光发射器和所述光电探测器邻近设置，所述多个收发模块按照预设方式排布。

一种扫描测量***，包括：

扫描装置，所述扫描装置为如上任一项所述的扫描装置，所述扫描装置用于接收一空间内物体辐射的红外光，并将所述红外光反射至预设平面内；

收发模块，所述收发模块位于所述预设平面内，所述收发模块用于接收所述红外光，并对所述红外光进行测量，以根据测量结果获得所述空间的热辐射分布。

可选地，所述收发模块包括至少一个红外传感器。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的扫描装置和扫描测量***，第一旋转机构控制反射镜绕旋转轴进行360°旋转，以使预设平面内出射的光线被反射镜反射后绕旋转轴旋转360°出射，或者，绕旋转轴旋转360°范围内的光线被反射镜反射至预设平面内，从而不需要控制整个扫描测量***进行360°旋转，而是仅控制反射镜进行360°旋转即可实现360°扫描，进而提高了整个测量***的机械稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的扫描装置的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的扫描装置的扫描圆柱面的示意图；

图3为本发明一个实施例提供的扫描装置的离散点分布图；

图4为本发明另一个实施例提供的扫描装置的离散点分布图；

图5为本发明另一个实施例提供的扫描装置的结构示意图；

图6为本发明另一个实施例提供的扫描装置的结构示意图；

图7为本发明另一个实施例提供的扫描装置的结构示意图；

图8为本发明另一个实施例提供的扫描装置的结构示意图；

图9至图12为本发明一个实施例提供的扫描装置的扫描仿真结果示意图；

图13至图15为本发明一个实施例提供的扫描装置的扫描仿真结果示意图；

图16为本发明另一个实施例提供的扫描装置的结构示意图；

图17为本发明另一个实施例提供的扫描装置的结构示意图；

图18为本发明另一个实施例提供的扫描装置的结构示意图；

图19至图21为本发明另一个实施例提供的扫描装置的扫描仿真结果示意图；

图22为本发明一个实施例提供的扫描测量***的结构示意图；

图23为本发明一个实施例提供的多个发射模块和多个接收模块的排列方式示意图；

图24为本发明一个实施例提供的多个发射模块和多个接收模块的位置分布示意图；

图25和图26为图24所示的***的扫描仿真结果示意图；

图27为本发明另一个实施例提供的多个发射模块和多个接收模块的位置分布示意图；

图28至图31为图27所示***的扫描仿真结果示意图；

图32为本发明一个实施例提供的固定装置的结构示意图；

图33为本发明另一个实施例提供的扫描测量***的结构示意图。

具体实施方式

以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明实施例提供了一种扫描装置，如图1所示，包括反射镜10和第一旋转机构(图中未示出)。

其中，反射镜10的反射面的法线F1与旋转轴Z之间的夹角θ为锐角；第一旋转机构控制反射镜10绕旋转轴Z进行360°旋转，以使预设平面XY内出射的扫描光λ被反射镜10反射后绕旋转轴Z旋转360°出射，或者，绕旋转轴Z旋转360°范围内的测量光δ被反射镜10反射至预设平面XY内。

需要说明的是，当本发明实施例中的扫描装置应用到激光雷达扫描测量***时，发射扫描光λ的激光发射器的发光面位于预设平面XY内，以使扫描光λ从预设平面XY出射，接收测量光δ的光电探测器的接收面位于预设平面XY内，以使光电探测器能够探测到被反射镜10反射至预设平面XY内的测量光δ。

本发明一些实施例中，预设平面XY与旋转轴Z垂直，即预设平面XY内出射的扫描光λ，沿平行于旋转轴Z的方向入射到反射镜10上，或者，绕旋转轴Z旋转360°范围内的测量光δ被反射镜10反射后，沿平行于旋转轴Z的方向入射到预设平面XY内。当然，本发明并不仅限于此，在另一些实施例中，预设平面XY也可以与旋转轴Z不垂直，在此不再赘述。

本发明实施例中，若预设平面XY仅出射一束扫描光λ，且沿平行于旋转轴Z的方向入射到反射镜10上的扫描光λ的方向矢量为L＝(0，0，1)，反射镜10所在平面的法线F1的向量为N＝(sinθcosβ,sinθsinβ,cosθ)，那么，当扫描光λ经过反射镜10之后，其方向向量为：

R＝L-2×(N·L)×N (1)；

其中，θ是Z轴与反射镜10法线F1之间的夹角，β是X轴与反射镜10法线F1之间的夹角，R为经过反射镜10之后出射的扫描光λ的方向向量。

本发明实施例中的扫描装置在对周围的环境进行扫描时，是采用构造虚拟圆柱面的方法来实现的，即构造一个如图2所示半径为r的圆柱面，将圆柱面展开为二维平面，并将其按网格(7°×1°)进行划分。划分后的二维平面由一个个网格组成，根据网格的数量观测不同转速、不同扫描光λ发射位置即发射扫描光λ的激光发射器的位置等因素判断扫描测量***的优劣。扫描装置的旋转轴为Z轴，反射镜10绕着Z轴旋转，反射镜10每旋转一定的角度，在预设平面XY内的光电探测器就会接收到反射镜10反射回的测量光δ。通过这种结构可以实现360°的扫描覆盖范围，在仅有单个反射镜10的情况下可以得到离散点分布如图3和图4所示。其中，图3和图4为不同位置出射的扫描光λ或者说不同位置激光发射器对应的离散点分布示意图，横坐标为水平方向的角度，纵坐标为垂直方向的角度，分别对应激光发射器或不同扫描光λ光束的坐标分别为：(0，0，0)和(0，4，0)。

本发明的一些实施例中，如图5所示，扫描装置还包括：

至少一个Risley棱镜11，至少一个Risley棱镜11位于预设平面XY和反射镜10之间；

至少一个第二旋转机构，第二旋转机构控制Risley棱镜11绕旋转轴Z进行360°旋转，以使预设平面XY内出射的扫描光λ被至少一个Risley棱镜11折射和反射镜10反射后绕旋转轴Z旋转360°出射，或者，绕旋转轴Z旋转360°范围内的测量光δ被反射镜10反射和至少一个Risley棱镜11折射至预设平面XY内。

需要说明的是，本发明实施例中的第一旋转机构和第二旋转机构都可以是电机，如图6所示，第一旋转机构包括第一电机12，第二旋转机构包括第二电机13，第一电机12设置在反射镜10背离预设平面XY的一侧，第二电机13设置在Risley棱镜11的侧面，以通过电机控制反射镜10和Risley棱镜11绕旋转轴Z进行360°旋转。可选地，第一电机12和第二电机13为伺服电机，当然，本发明并不仅限于此，在另一些实施例中，第一旋转机构和第二旋转机构还可以通过其他设备控制反射镜10和Risley棱镜11绕旋转轴Z进行360°旋转。

还需要说明的是，本发明实施例中，Risley棱镜11和反射镜10的旋转速度可以相同，也可以不同；不同Risley棱镜11的旋转速度可以相同，也可以不同。Risley棱镜11和反射镜10的旋转速度可以根据扫描环境的具体情况进行设定。

本发明实施例中，可以通过Risley棱镜11，利用光在不同界面的折射情况，可以控制光束的指向，即控制扫描光λ和测量光δ的方向。并且，由于Risley棱镜11是一个楔形棱镜，因此，通过控制Risley棱镜11绕Z轴旋转360°，可以使得光束能在宽角度范围内连续扫描，与其他传统激光雷达的扫描装置相比，如与振镜、微机电***扫瞄镜等相比，Risley棱镜11具有震动不敏感、扫描速度快、精度高、视场大等优势。

本发明一些实施例中，如图5所示，扫描装置包括一个Risley棱镜11，并且，由于Risley棱镜11为楔形棱镜，即包括一个倾斜面和一个水平面，因此，本发明一些实施例中，如图7所示，Risley棱镜11的倾斜面背离反射镜10的反射面，另一些实施例中，如图8所示，Risley棱镜11的倾斜面朝向反射镜10的反射面。

由于扫描光λ在预设平面XY上的坐标、Risley棱镜11的顶角α和反射镜10与旋转轴Z的夹角θ4是可调的，因此，对于图7所示的结构而言，可以对沿直线传播的光线进行追迹。当倾斜面为光线经过的第一个面时，扫描光λ通过Risley棱镜11中心，则可以得到扫描光λ的方向矢量为:r₁＝(0,0,1)，Risley棱镜11第一个面的法线矢量为n₁＝(sinθcosβ,sinθsinβ,cosθ)。其中，θ是Z轴与反射镜10的法线之间的夹角，β是X轴与反射镜10法线之间的夹角。

由斯涅尔定律可以得到扫描光λ的折射光线的方向矢量为：

其中，r₁为入射光线即扫描光λ的方向向量，r₂为扫描光λ的折射光线的方向向量，n为折射率，n₁、n₂为光线经过的Risley棱镜11的两个面的法线向量。

光线从第一个面即倾斜面出射后，在Risley棱镜11内传播，到达棱镜第二个面，第二个面的法线矢量为n₂＝(0,0,-1)。斯涅尔定律为：

反射镜10的法线矢量为N＝(sinθcosβ,sinθsinβ,cosθ)，最后在经过一个反射镜10光线的方向向量为：

R＝L-2×(N·L)×N (4)；

其中，R为出射光线的方向向量，L为入射光线的方向向量，N为反射镜10所在平面的法线向量。

由于扫描装置在对周围的环境进行扫描时，是采用构造虚拟圆柱面的方法来实现的，即构造一个半径为r的圆柱面，将圆柱面展开为二维平面，并将其按网格(2°×0.2°)进行划分。因此，当预设平面XY只有出射一束扫描光λ即预设平面XY值设置一组激光发生器时，通过仿真，可以得到离散点的分布图以及覆盖率的时间演进过程，其结果如图9至图12所示。其中，图9为三维的离散点分布图，图10为二维的离散点分布图，图11为图10的放大图，横坐标为水平方向的角度，纵坐标为垂直方向的角度，图12的横坐标为时间，纵坐标为覆盖率。从仿真结果可以看出，对于图7所示的结构，单点入射即单个光束的扫描光λ入射时，覆盖率能达到91.38％。

当倾斜面朝向反射镜时，如图8所示，光线经过的第一个面为垂直于旋转轴Z的平面，即光经过此平面时，光线不发生偏转，当光从Risley棱镜11平面中心入射时，光线沿轴线传播，在第二个面发生折射，斯涅尔公式的矢量表达式为式(3)，光线到达反射镜10，其余部分与第一个面为倾斜面时的情况基本相同，其360°离散点分布如图13至图15所示。其中，图13为三维的离散点分布图，图14为二维的离散点分布图，横坐标为水平方向的角度，纵坐标为垂直方向的角度，图15的横坐标为时间，纵坐标为覆盖率。

对于图8所示的结构，单点入射即单个光束的扫描光λ入射时，覆盖率能达到86.6％，通过对比分析两种情况下的覆盖率可以发现，图7所示的覆盖率更高，更符合实际要求，因此，Risley棱镜11的倾斜面优选背离反射镜10的反射面设置。

本发明另一些实施例中，如图16所示，扫描装置还可以包括两个Risley棱镜11，当然，本发明并不仅限于此，在另一些实施例中，扫描装置还可以包括三个、四个甚至更多个Risley棱镜11。

由于Risley棱镜11形状的特性，两个Risley棱镜11具有四种组合方式，通过对四种组合的仿真分析发现：在各种条件相同的情况下，相较于其他三种组合，图17所示的组合方式能达到的覆盖率更高。如图17所示，本发明一些实施例中，两个Risley棱镜11的倾斜面不平行，并且，Risley棱镜11的倾斜面朝向反射镜10的反射面设置。

相较于具有单个Risley棱镜11的扫描装置，具有两个Risley棱镜11的扫描装置多了两次光线的折射，即在第二个Risley棱镜11的两个表面也发生了折射，但是，光线在经过各个元件的表面时，其矢量表达式依然可以用式(2)(3)(4)表示。

需要说明的是，扫描装置采用更多Risley棱镜11时，会有更多的组合方式，可以对每一种组合都进行仿真测试，以确定它能达到的最高覆盖率，并选出最优的组合方式。

为了进一步提高扫描覆盖率，本发明一些实施例中，如图18所示，扫描装置还包括：透镜12，该透镜12包括焦距或位置可调的可调透镜，透镜12位于至少一个Risley棱镜11和预设平面XY之间，以通过透镜12调节扫描光λ或测量光δ的方向。

通过透镜12调整扫描光λ的发射方向后，两条光线交于50cm处，在扫描光λ或测量光δ的位置保持不变的情况下，可以得到其三维的和二维的离散点分布图以及覆盖率的时间演进过程图。其中，图19为三维的离散点分布图，图20为单收发结构下得到的离散点分布图，横坐标为水平方向的角度，纵坐标为垂直方向的角度，图21中横坐标为时间，纵坐标为覆盖率。

从上述仿真结果中能够发现，扫描覆盖率达到了100％。当然，本发明实施例中的透镜12包括焦距或位置等可调的透镜，即可以通过增加一个可调透镜，使光线聚焦在110m处。其中，可调透镜相当于一个角度变换器，即对入射的光束起到引入角度的作用，调节光束的方向，使光束方向变化更大。多条扫描光λ的光束经过可调透镜后，光线会聚焦在可调透镜的像方焦平面上，由于聚焦作用，光束会在像方焦平面处集中，因此，对像方焦平面处的场景或物体有更高的分辨率。基于此，可调透镜可以配合反射镜10优化光斑分布，使扫描装置能够扫描到更多的细节。

本发明实施例还提供了一种扫描测量***，如图22所示，该扫描测量***可以为激光雷达扫描测量***，该***包括：

至少一个收发模块20，收发模块20位于预设平面XY内，收发模块20用于发射扫描光；

扫描装置30，扫描装置30为如上任一实施例的扫描装置，扫描装置30用于将扫描光反射至一空间，使扫描光旋转360°对空间进行360°扫描，并接收空间内物体反射回的测量光，将测量光反射至预设平面XY内；

收发模块20还用于接收测量光，并对测量光进行测量，以根据测量结果获得空间的物体信息，所述物体的信息包括物体的空间分布信息和物体的距离信息。其中，物体的距离信息指的是物体到扫描测量***的距离信息。

本发明一些实施例中，扫描测量***包括一个收发模块20，收发模块20包括一个激光发射器和一个光电探测器，所述激光发射器和所述光电探测器邻近设置，。可选地，收发模块20还包括调控激光发射器位置或发射方向的控制器件。单个激光发射器和单个光电探测器在单个反射镜10下的离散点分布如图3和图4所示。

但是，考虑到扫描速度v和探测距离L是相关的，即预设平面XY出射的扫描光λ经过探测距离L到达物体，之后便被返回到光电探测器，经历的时间也是扫描所需要的时间，即t＝2L/v，而对扫描而言，待扫描环境中物体的长度L1与扫描时间有关，即L1＝t×v。当探测距离L增大时，扫描速度会下降，因此，为了提高扫描速度，使增大探测距离的情况下依然能够保持足够的扫描速度，引入了多发射接收结构。

即本发明的另一些实施例中，扫描测量***包括多个收发模块20，收发模块20包括一个激光发射器和一个光电探测器，所述激光发射器和所述光电探测器邻近设置，多个收发模块20按照预设方式排布。可选地，如图23所示，多个收发模块20采用圆对称的方式排列。可选地，收发模块20还包括调控激光发射器位置或发射方向的控制器件。

当扫描测量***包括多个收发模块20，并且，对多个激光发射器的发射方向进行调控后，激光发射器的位置分布如图24所示，得到离散点的分布如图25所示。其中，图24中七个激光发射器的坐标分别为(0.72,1.55)、(-1.93,0.86)、(-0.57,-2.7)、(-2.0,0.17)、(0.79,-3.95)、(-3.1,2.05)、(0.57,2.7)，激光发射器的发射方向分别为[[0.023,0.026,1],[0.2,-0.1,1],[-0.211,0.1,1],[-0.106,-0.205,1],[0.12,0.21,1],[0.038,-0.113,1],[-0.111,0.02,1]]。图25中横坐标为水平方向的角度，纵坐标为垂直方向的角度；图25为覆盖率的时间演进过程，横坐标为时间，纵坐标为覆盖率，可以从覆盖率的结果图看到，在很短的时间就实现了扫描范围全覆盖。通过单个激光发射器与多个激光发射器的仿真可以看出，多个激光发射器的离散点分布范围明显优于单个激光发射器，可以通过调控多个激光发射器改变其扫描光的发射方向，进而能够合理应用于不同场景。

本发明一些实施例中，可以设置激光雷达的扫描范围为110m(虚拟圆柱面半径)，当光到达110m处时，光束照射到物体上，光线发生漫反射，一部分光线按着原路返回，到达预设平面XY上的收发模块20，通过一个周期内有物体平面反馈回来的信息完成对周围环境的探测。

本发明一些实施例中，设置积分时间为0.1s，即一个周期为0.1s，光学器件如反射镜和棱镜的转动采用伺服电机，伺服电机是由脉冲来控制其转动，伺服电机旋转一圈需要216＝65536个脉冲，即一个周期内可以采集65536个离散点。

当把多个激光发射器和多个光电探测器的结构应用在具有Risley棱镜的扫描测量***上时，可以根据需要将多个激光发射器和多个光电探测器设计成需要的布局结构，以实现全覆盖扫描。

如，当采用4个激光发射器和4个光电探测器时，其布局结构如图27所示。其中，激光发射器和光电探测器尽可能地靠近，重复具有Risley棱镜的扫描装置的光学折射、反射过程，可以得到待测场景三维的和二维的离散点分布以及覆盖率随时间的演进过程，如图28至图31所示。其中，图28为三维的离散点分布图，图29为二维的离散点分布图，图30为图29的放大图，横坐标为水平方向的角度，纵坐标为垂直方向的角度，图31中横坐标为时间，纵坐标为覆盖率。

通过仿真可以看到：相比于具有单个收发模块20的***的覆盖率(91.38％)，具有多个收发模块20的***的覆盖率有了明显的提升，在±14°范围内达到100％，覆盖率到达100％的时间也缩短了，即提高了等效扫描速度。

通过对Risley棱镜和反射镜所形成的360°范围全覆盖的激光雷达扫描测量***设置多个收发模块20，可以明显看到在较短的时间内覆盖率有了明显的上升，实现了360°范围的快速扫描。当然，本发明并不仅限于此，在另一些实施例中，还可以通过改变Risley棱镜11和反射镜10的转速比，或者通过改变Risley棱镜11的数量和顶角大小，再或者优化激光发射器的位置等方式来优化离散点的分布状态，得到更高的覆盖率。

可选地，激光发射器为VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)，或边发射激光器等，光电探测器为面PD(Photo-Diode，光电二极管)或者SGC。

本发明一些实施例中，如图32所示，扫描测量***还包括固定激光发射器和光电探测器的固定装置50，固定装置50具有多个插槽，这些插槽是激光发射器和光电探测器的固定位置，用户可以根据自己的需求来决定和光电探测器的个数、安装位置和激光发射方向。

本发明一些实施例中，采用TO封装激光发射器和光电探测器，封装不仅是物理性的安全防护，也是给予芯片一个更加合适的工作环境，封装之后，也将会更加方便安装和运输。也就是说，本发明一些实施例中，一个封装结构即可完成光的发射、接收、光信号转换为电信号、电信号数据处理。该封装结构包括激光发射器、光电探测器、散热、封装外壳、安装座、电线引脚等。

由于激光发射器在工作过程中会产生热量，如果封装结构中没有散热装置，激光器会因为长时间工作产生过多的热量而导致芯片被烧坏，因此，可选地，封装结构中还包括一个散热片。

本发明实施例中的扫描测量***还包括辅助电路和主板电路，辅助电路的作用是光电探测器接收到了光之后，光信号转化为电信号，对电信号进行放大处理，并将处理后的数据传递给主板电路。辅助电路主要有四个模块：脉冲产生模块、脉冲时延探测模块、发射驱动电路模块、接收放大电路模块。这些模块主要是传递过来的对电信号进行处理，并通过数据线传递至主板电路。主板电路主要体现在中央处理模块，中央处理模块可以位于固定收发模块20的装置的下方，中央处理模块根据接收到的电信号获得空间的物体信息。此外，调控激光发射器位置或发射方向的控制器件可以集成在中央处理模块中。

本发明实施例还提供了一种扫描测量***，如图33所示，该***包括热成像扫描测量***，该***包括：

扫描装置60，扫描装置60为如上任一实施例提供的扫描装置，扫描装置用于接收一空间内物体辐射的红外光，并将红外光反射至预设平面内；

收发模块70，收发模块70位于预设平面XY内，收发模块70用于接收红外光，并对红外光进行测量，以根据测量结果获得空间的热辐射分布。

需要说明的是，只要物体温度高于绝对零度(-273℃)，都能辐射电磁波。热成像主要是采集热红外波段的光，来探测物体发出的热辐射，热成像是把热辐射转化为灰度值，再利用各物体的灰度值差异来成像，经后续***的处理后转变为目标物体的热图像，以灰度级显示，从而实现对周围环境的热探测。

本发明实施例中的扫描测量***通过扫描装置60旋转完成对周围环境的热辐射进行采集，由于***在预设平面XY上固定有一系列的收发模块70，该收发模块70包括至少一个红外传感器，因此，***采集到的热辐射被红外传感器转换为电信号，经过***主板电路处理在显示器上生成热成像和温度值，实现对周围环境的热探测与成像。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种扫描装置，其特征在于，包括：

反射镜，所述反射镜的反射面的法线与旋转轴之间的夹角为锐角；

第一旋转机构，所述第一旋转机构控制所述反射镜绕所述旋转轴进行360°旋转，以使预设平面内出射的扫描光被所述反射镜反射后绕所述旋转轴旋转360°出射，或者，绕所述旋转轴旋转360°范围内的测量光被所述反射镜反射至预设平面内。

2.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，还包括：

至少一个Risley棱镜，所述至少一个Risley棱镜位于所述预设平面和所述反射镜之间；

至少一个第二旋转机构，所述第二旋转机构控制所述Risley棱镜绕所述旋转轴进行360°旋转，以使预设平面内出射的扫描光被所述至少一个Risley棱镜折射和所述反射镜反射后绕所述旋转轴旋转360°出射，或者，绕所述旋转轴旋转360°范围内的测量光被所述反射镜反射和所述至少一个Risley棱镜折射至预设平面内。

3.根据权利要求2所述的扫描装置，其特征在于，所述第一旋转机构包括第一电机，所述第二旋转机构包括第二电机，所述第一电机设置在所述反射镜背离所述预设平面的一侧，所述第二电机设置在所述Risley棱镜的侧面。

4.根据权利要求2所述的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置包括一个Risley棱镜；

所述Risley棱镜的倾斜面背离所述反射镜的反射面。

5.根据权利要求2所述的扫描装置，其特征在于，所述扫描装置包括两个Risley棱镜；

所述两个Risley棱镜的倾斜面朝向所述反射镜的反射面设置。

6.根据权利要求2所述的扫描装置，其特征在于，还包括：

透镜，所述透镜包括焦距或位置可调的可调透镜，所述透镜位于所述至少一个Risley棱镜和所述预设平面之间，以通过所述透镜调节所述扫描光或所述测量光的方向。

7.一种扫描测量***，其特征在于，包括：

至少一个收发模块，所述收发模块位于预设平面内，所述收发模块用于发射扫描光；

扫描装置，所述扫描装置为权利要求1～6任一项所述的扫描装置，所述扫描装置用于将所述扫描光反射至一空间，使所述扫描光旋转360°对所述空间进行360°扫描，并接收所述空间内物体反射回的测量光，并将所述测量光反射至所述预设平面内；

所述收发模块还用于接收所述测量光，并对所述测量光进行测量，以根据测量结果获得所述空间的物体信息，所述物体信息包括物体的分布信息和物体的距离信息。

8.根据权利要求7所述的扫描测量***，其特征在于，所述扫描测量***包括一个收发模块，所述收发模块包括一个激光发射器和一个光电探测器，所述激光发射器和所述光电探测器邻近设置；

或者，所述扫描测量***包括多个收发模块，所述收发模块包括一个激光发射器和一个光电探测器，所述激光发射器和所述光电探测器邻近设置，所述多个收发模块按照预设方式排布。

9.一种扫描测量***，其特征在于，包括：

扫描装置，所述扫描装置为权利要求1～6任一项所述的扫描装置，所述扫描装置用于接收一空间内物体辐射的红外光，并将所述红外光反射至预设平面内；

收发模块，所述收发模块位于所述预设平面内，所述收发模块用于接收所述红外光，并对所述红外光进行测量，以根据测量结果获得所述空间的热辐射分布。

10.根据权利要求9所述的扫描测量***，其特征在于，所述收发模块包括至少一个红外传感器。

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