探测装置、扫描单元、可移动平台及探测装置的控制方法与流程

技术特征：
1.一种探测装置，其特征在于，包括：光源，用于发射光脉冲序列；第一扫描模组和第二扫描模组，设于所述光脉冲序列的光路上，其中，所述第一扫描模组用于改变所述光脉冲序列的传播方向，所述第一扫描模组单独能够使得出射光束沿第一路径扫描；所述第二扫描模组包括反射模块和驱动模块，所述反射模块包括至少两个反射面，所述驱动模块用于驱动所述反射模块旋转，使得所述至少两个反射面依次转动到所述光脉冲序列的光路上，以使所述探测装置形成二维方向上的扫描。2.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，第一路径总体呈直线状；所述第二扫描模组单独能够使得所述出射光束沿第二路径扫描，第二路径总体呈直线状，且第一路径和第二路径之间的夹角大于45
°
。3.根据权利要求1或2所述的探测装置，其特征在于，所述第一路径与所述第二路径之间的夹角小于或者等于90
°
。4.根据权利要求1-3任一项所述的探测装置，其特征在于，所述第一路径沿竖直方向延伸，所述第二路径沿水平方向延伸。5.根据权利要求1-4任一项所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置在所述第二路径的延伸方向上的视场大于在所述第一路径的延伸方向上的视场。6.根据权利要求1-5任一项所述的探测装置，其特征在于，所述第一扫描模组和所述第二扫描模组沿所述光源的光脉冲序列的光路依次设置。7.根据权利要求1-6任一项所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置用于根据扫描结果输出点云帧序列，所述点云帧序列中的每一帧点云帧包括二维阵列点云。8.根据权利要求1-7任一项所述的探测装置，其特征在于，第一扫描模组包括：反射镜；驱动机构，用于驱动所述反射镜来回摆动。9.根据权利要求8所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于驱动所述第一扫描模组中的反射镜沿所述第一路径延伸方向来回摆动；所述驱动模块用于驱动所述反射模块中的反射面绕所述第一路径延伸方向旋转。10.根据权利要求8所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于驱动所述反射镜以步进式的方式来回摆动。11.根据权利要求10所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还用于输出点云帧序列，其中，在相邻两帧点云帧分别对应的采样时长内，所述驱动机构均用于驱动所述反射镜以第一姿态开始且以第二姿态结束，所述反射镜从所述第一姿态沿同一个方向摆动若干步后运动至所述第二姿态。12.根据权利要11所述的探测装置，其特征在于，当所述反射镜从所述第一姿态运动至所述第二姿态时，所述探测装置获取点云数据；当所述反射镜从所述第二姿态运动至所述第一姿态时，所述探测装置不获取点云数据。13.根据权利要求12所述的探测装置，其特征在于，所述光源用于在所述反射镜从所述第一姿态运动至所述第二姿态的时段内发射光脉冲序列，以及在所述反射镜从所述第二姿
态运动至所述第一姿态的时段内不发射光脉冲序列。14.根据权利要求11至13任一项所述的探测装置，其特征在于，所述反射镜从所述第一姿态运动至所述第二姿态的时间间隔大于从所述第二姿态运动至所述第一姿态的时间间隔。15.根据权利要求11至14任一项所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于驱动所述反射镜从所述第一姿态沿同一个方向摆动多步至所述第二姿态，以及用于驱动所述反射镜从所述第二姿态摆动一步返回至所述第一姿态。16.根据权利要求8至15任一项所述的探测装置，其特征在于，在所述反射模块旋转的过程中出现多次黑视时段，所述黑视时段包括相邻两个所述反射面的边缘区域位于所述光脉冲序列的光路上的时长，相邻两个所述反射面的交界区域位于所述光脉冲序列的光路上的时长之和，以及至少两个反射面中与光脉冲序列的光路最近的反射面与光脉冲序列的光路大致平行时的时长；所述驱动机构用于控制所述反射镜在至少部分次数的黑视时段内摆动。17.根据权利要求16所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还用于输出点云帧序列，所述驱动机构用于控制所述反射镜在一帧点云帧内出现的每次黑视时段内摆动。18.根据权利要求16或17所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于控制所述反射镜在相邻两次黑视时段之间的非黑视时段内保持静止。19.根据权利要求11至18任一项所述的探测装置，其特征在于，相邻两帧点云帧交界处的时间间隙位于所述探测装置的黑视时段内，所述黑视时段包括相邻两个所述反射面的边缘区域位于所述光脉冲序列的光路上的时长。20.根据权利要求8至19任一项所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于与所述驱动模块进行通信，以根据所述反射模块的旋转角度控制所述反射镜的摆动。21.根据权利要求11-15任一项所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于在所述探测装置的黑视时段内驱动所述反射镜摆动；所述黑视时段包括相邻两个所述反射面的边缘区域位于所述光脉冲序列的光路上的时长。22.根据权利要求21所述的探测装置，其特征在于，当所述探测装置从一个点云行切换至另一个点云行时，所述反射镜能够摆动至少一个步长。23.根据权利要求21所述的探测装置，其特征在于，当所述探测装置从一点云帧切换至另一点云帧时，所述反射镜能够摆动至少一个步长。24.根据权利要求23所述的探测装置，其特征在于，所述换帧时长与所述反射镜从所述第二姿态切换至所述第一姿态的持续时长存在交叠。25.根据权利要求21至24任一项所述的探测装置，其特征在于，所述黑视时段大于或者等于所述探测装置的点云行的切换时长。26.根据权利要求21至24任一项所述的探测装置，其特征在于，所述黑视时段大于或者等于所述探测装置的扫描帧的切换时长。27.根据权利要求21-26任一项所述的探测装置，其特征在于，所述第一扫描模组用于与所述驱动模块进行通信，以根据所述反射模块的旋转角度控制所述反射镜摆动至少一个步长。
28.根据权利要求21-27任一项所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构驱动所述反射镜从所述第二姿态运动至所述第一姿态的时长小于或者等于所述黑视时段。29.根据权利要求21-28任一项所述的探测装置，其特征在于，在所述黑视时段内，所述反射镜摆动至少一个步长。30.根据权利要求8-29任一项所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于驱动所述反射镜均速摆动，所述驱动模块用于驱动所述反射模块均速旋转。31.根据权利要求10-29任一项所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于驱动所述反射镜变速摆动，所述驱动模块用于驱动所述反射模块均速旋转。32.根据权利要求31所述的探测装置，其特征在于，所述反射镜运动至所述第一姿态与所述第二姿态之间的中间姿态时所述驱动机构驱动所述反射镜运动的运动速度小于所述反射镜运动至所述第一姿态或者所述第二姿态时所述驱动机构驱动所述反射镜运动的运动速度。33.根据权利要求31或者32所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构用于驱动所述反射镜以正弦波变速方式摆动。34.根据权利要求8至33任一项所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构的驱动方式包括静电驱动方式、电磁驱动方式、压电驱动方式、热电驱动方式中的至少一种。35.根据权利要求8至34任一项所述的探测装置，其特征在于，所述驱动机构包括步进电机。36.根据权利要求8至35任一项所述的探测装置，其特征在于，所述反射镜的形状包括椭圆形或者方形。37.根据权利要求1-7任一项所述的探测装置，其特征在于，所述第一扫描模组包括：驱动机构；第一棱镜和第二棱镜；所述第一棱镜和所述第二棱镜沿所述光源的光脉冲序列的光路依次设置，所述驱动机构能够驱动所述第一棱镜与所述第二棱镜旋转，其中，所述第一棱镜和所述第二棱镜均具有不平行的两个表面。38.根据权利要求37所述的探测装置，其特征在于，所述第一棱镜与所述第二棱镜等速反向旋转。39.根据权利要求37所述的探测装置，其特征在于，所述第一棱镜匀速旋转或者变速旋转；和/或，所述第二棱镜匀速旋转或者变速旋转。40.根据权利要求1-39任一项所述的探测装置，其特征在于，所述反射面与所述反射模块的旋转轴平行。41.根据权利要求1-39任一项所述的探测装置，其特征在于，所述反射面与所述反射模块的旋转轴非平行。42.根据权利要求41所述的探测装置，其特征在于，所述反射面与所述反射模块的旋转轴之间的夹角为锐角。43.根据权利要求1-42任一项所述的探测装置，其特征在于，所述反射模块包括三个反射面。44.根据权利要求1-43任一项所述的探测装置，其特征在于，所述至少两个反射面首尾相接，且环绕所述反射模块的旋转轴设置。
45.根据权利要求1-44任一项所述的探测装置，其特征在于，所述至少两个反射面关于所述反射模块的旋转轴呈中心对称或旋转对称设置。46.根据权利要求1-45任一项所述的探测装置，其特征在于，所述反射模块中至少部分反射面分别与所述反射模块的旋转轴的夹角不同。47.根据权利要求1-45任一项所述的探测装置，其特征在于，所述至少两个反射面中一个反射面与所述反射模块的旋转轴的夹角为 β度，一个反射面与所述反射模块的旋转轴的夹角为-β度，其中β为大于0的数值。48.根据权利要求47所述的探测装置，其特征在于，所述至少两个反射面的数量为3，第三个反射面平行于所述反射模块的旋转轴。49.根据权利要求1-48任一项所述的探测装置，其特征在于，所述反射面的形状包括方形。50.根据权利要求1-49任一项所述的探测装置，其特征在于，所述光源包括多个激光单元。51.根据权利要求50所述的探测装置，其特征在于，多个所述激光单元用于依次发光。52.根据权利要求50所述的探测装置，其特征在于，多个所述激光单元用于同时发光。53.根据权利要求50-52任一项所述的探测装置，其特征在于，所述多个激光单元分别在所述反射模块的反射面上形成的光斑的连线，与所述反射模块的反射面旋转时所述光斑在所述旋转的反射面上的移动轨迹不平行。54.根据权利要求1-53任一项所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：准直元件，用于准直所述光源发射的光脉冲序列，所述准直元件和所述第一扫描模组沿所述光源的光脉冲序列的光路依次设置。55.根据权利要求54所述的探测装置，其特征在于，所述准直元件的光轴与所述反射镜的摆动轴非平行。56.根据权利要求55所述的探测装置，其特征在于，所述准直元件的光轴与所述反射镜的摆动轴相垂直。57.根据权利要求54至56所述的探测装置，其特征在于，所述准直元件的形状包括椭圆形或者方形。58.根据权利要求54-57任一项所述的探测装置，其特征在于，所述光源的出射光束在所述准直元件上形成的光斑偏离所述准直元件的中心。59.根据权利要求8至36任一项所述的探测装置，其特征在于，所述光源的出射光束在所述准直元件上形成的光斑朝所述准直元件靠近所述反射模块的一侧偏离所述准直元件的中心。60.根据权利要求8至36任一项所述的探测装置，其特征在于，所述第一扫描模组中的反射镜的摆动轴垂直于所述第二扫描模组中反射模块的旋转轴。61.根据权利要求1-60任一项所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：壳体，所述光源、所述第一扫描模组和所述第二扫描模组均设于所述壳体内；所述壳体包括遮光区段和用于使所述光脉冲序列透过的透光区段，所述遮光区段与所述透光区段连接。62.根据权利要求61所述的探测装置，其特征在于，所述遮光区段包括：
低反射率壁，与所述透光区段连接；当所述第二扫描模组不位于所述光脉冲序列的光路上时，所述低反射率壁能够减弱投射至遮光区段的光脉冲序列发生反射。63.根据权利要求62所述的探测装置，其特征在于，所述低反射率壁包括：壁本体；低反射率层，设于所述壁本体朝向所述光源的一侧。64.根据权利要求61-63任一项所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置的表面包括相交的第一表面和第二表面，所述遮光区段位于所述第一表面上，所述透光区段包括：第一透光区，位于所述第一表面和所述第二表面的交界处，从所述遮光区段的一端弯折延伸至所述第二表面；第二透光区，位于所述第二表面上，与所述第一透光区的另一端连接。65.根据权利要求64所述的探测装置，其特征在于，所述第一透光区包括平滑曲面或者平面。66.根据权利要求65所述的探测装置，其特征在于，所述第一透光区包括圆弧形面或者椭圆形面。67.根据权利要求1-65任一项所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：反射元件，所述第一扫描模组、所述反射元件和所述第二扫描模组沿所述光源的光脉冲序列的光路依次设置，用于改变从所述第一扫描模组射出的光脉冲序列的传播方向。68.根据权利要求67所述的探测装置，其特征在于，所述反射元件包括反射镜元件。69.根据权利要求1-68任一项所述的探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括：控制单元，用于控制所述第一扫描模组和所述第二扫描模组运行。70.一种扫描单元，其特征在于，包括：第一扫描模组和第二扫描模组，设于光源发射的光脉冲序列的光路上，其中，所述第一扫描模组用于改变所述光脉冲序列的传播方向，所述第一扫描模组单独能够使得出射光束沿第一路径扫描；所述第二扫描模组包括反射模块和驱动模块，所述反射模块包括至少两个反射面，所述驱动模块用于驱动所述反射模块旋转，使得所述至少两个反射面依次转动到所述光脉冲序列的光路上，以使所述扫描单元形成二维方向上的扫描。71.一种可移动平台，其特征在于，包括：平台本体；以及权利要求1-69任一项所述的探测装置或者权利要求70所述的扫描单元，设于所述平台本体上。72.一种探测装置的控制方法，其特征在于，所述探测装置包括光源、第一扫描模组和第二扫描模组；所述第二扫描模组包括反射模块和驱动模块，所述反射模块包括至少两个反射面；所述控制方法包括：控制所述第一扫描模组调整姿态，以改变所述光脉冲序列的传播方向，所述第一扫描模组单独能够使得出射光束沿第一路径扫描；控制所述驱动模块驱动所述反射模块旋转，使得所述至少两个反射面依次转动到所述光脉冲序列的光路上，以使所述探测装置形成二维方向上的扫描。73.根据权利要求72所述的控制方法，其特征在于，所述第一扫描模组包括反射镜和驱
动机构；所述控制所述第一扫描模组调整姿态，包括：控制所述驱动机构驱动所述反射镜沿所述第一路径延伸方向来回摆动。74.根据权利要求72或73所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述驱动模块驱动所述反射模块旋转，包括：控制所述驱动模块驱动所述反射模块中的反射面绕所述第一路径延伸方向旋转。75.根据权利要求72-74任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：根据扫描结果输出点云帧序列，所述点云帧序列中的每一帧点云帧包括二维阵列点云。76.根据权利要求72-75任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第一扫描模组包括反射镜和驱动机构；所述控制所述第一扫描模组调整姿态，包括：控制所述驱动机构驱动所述反射镜以步进式的方式来回摆动。77.根据权利要求76所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：输出点云帧序列；其中，在相邻两帧点云帧分别对应的采样时长内，所述驱动机构均用于驱动所述反射镜以第一姿态开始且以第二姿态结束，所述反射镜从所述第一姿态沿同一个方向摆动若干步后运动至所述第二姿态。78.根据权利要求77所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：当所述反射镜从所述第一姿态运动至所述第二姿态时，获取点云数据；当所述反射镜从所述第二姿态运动至所述第一姿态时，不获取点云数据。79.根据权利要求78所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：控制所述光源在所述反射镜从所述第一姿态运动至所述第二姿态的时段内发射光脉冲序列，以及在所述反射镜从所述第二姿态运动至所述第一姿态的时段内不发射光脉冲序列。80.根据权利要求77-79任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：控制所述驱动机构驱动所述反射镜从所述第一姿态沿同一个方向摆动多步至所述第二姿态，以及驱动所述反射镜从所述第二姿态摆动一步返回至所述第一姿态。81.根据权利要求76-80任一项所述的控制方法，其特征在于，在所述反射模块旋转的过程中出现多次黑视时段，所述黑视时段包括相邻两个所述反射面的边缘区域位于所述光脉冲序列的光路上的时长；所述控制方法包括：通过所述驱动机构控制所述反射镜在至少部分次数的黑视时段内摆动。82.根据权利要求81所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：输出点云帧序列，并通过所述驱动机构控制所述反射镜在一帧点云帧内出现的每次黑视时段内摆动。83.根据权利要求81或82所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：通过所述驱动机构控制所述反射镜在相邻两次黑视时段之间的非黑视时段内保持静止。84.根据权利要求76-83任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：控制所述驱动机构与所述反射模块的驱动模块进行通信，以根据所述反射模块的旋转角度控制所述反射镜的摆动。85.根据权利要求72所述的控制方法，其特征在于，所述第一扫描模组包括驱动机构、
第一棱镜和第二棱镜；所述控制方法包括：控制所述驱动机构驱动所述第一棱镜和所述第二棱镜均速摆动，并控制所述驱动模块驱动所述反射模块均速旋转。86.根据权利要求72所述的控制方法，其特征在于，所述第一扫描模组包括驱动机构、第一棱镜和第二棱镜；所述控制方法包括：控制所述驱动机构驱动所述第一棱镜和所述第二棱镜变速摆动，并控制所述驱动模块驱动所述反射模块均速旋转。87.根据权利要求86所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：控制所述驱动机构驱动所述第一棱镜和所述第二棱镜以正弦波变速方式摆动。88.根据权利要求85-87任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第一扫描模组包括驱动机构、第一棱镜和第二棱镜；所述控制所述第一扫描模组调整姿态，包括：所述驱动机构驱动所述第一棱镜与所述第二棱镜等速反向旋转。

技术总结
一种探测装置(100)包括光源(10)、第一扫描模组(20)和第二扫描模组(30)；光源(10)，用于发射光脉冲序列；第一扫描模组(20)和第二扫描模组(30)，设于光脉冲序列的光路上，其中，第一扫描模组(20)用于改变光脉冲序列的传播方向，第一扫描模组(20)能够单独使得出射光束沿第一路径扫描；第二扫描模组(30)包括反射模块(31)和驱动模块(32)，反射模块(31)包括至少两个反射面(311)，驱动模块(32)用于驱动反射模块(31)旋转，使得至少两个反射面(311)依次转动到光脉冲序列的光路上，以使探测装置(100)形成二维方向上的扫描。从而提高探测装置(100)的可靠性和降低成本。还涉及扫描单元、可移动平台及控制方法。移动平台及控制方法。移动平台及控制方法。


技术研发人员：龙承辉 李博文 王栗 杨阳 周立奎 张泽政 熊聪
受保护的技术使用者：深圳市大疆创新科技有限公司
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2022/7/12