CN116359936A - 激光雷达扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光雷达扫描装置，包括，激光雷达，激光雷达至少配置有预设的垂直视场角和大于等于180°的水平视场角；驱动模块，至少设有一旋转部，激光雷达安装于旋转部以绕旋转部的旋转轴线旋转；所述激光雷达安装时倾斜设置并满足：0＜α≤1/2β；其中，α为垂直视场角的角平分线与旋转轴线的最小夹角；β为垂直视场角的夹角。本发明仅利用一个激光雷达实现视场扫描，通过将其倾斜设置，使得激光雷达垂直视场角的角平分线与旋转轴线的夹角α满足特定角度要求，从而在激光雷达绕旋转轴线圆周转动时，激光雷达可实现减少盲区或无盲区扫描，相比于现有技术在低成本前提下即可减少或消除装置的盲区。

Description

激光雷达扫描装置

技术领域

本发明涉及信息采集设备技术领域，具体是一种激光雷达扫描装置。

背景技术

激光雷达扫描装置是利用激光雷达对外部环境进行视场扫描，以对目标或目标区域进行全方位信息(如距离信息、方位信息、高度信息、形状信息等)获取和采集，广泛运用于三维建模、地理测绘、无人机驾驶、智能机器人避障等。

现有激光雷达扫描装置结构中，多采用一个固定设置的激光雷达进行视场扫描，但由于激光雷达一般具有预设垂直视场角和水平视场角，仅能进行视场角内的视场扫描，因此扫描装置进行视场扫描时是存在较大盲区的，为弥补其存在较大盲区的缺陷，现有装置中出现了新的设计结构：设置一个水平、一个倾斜共两个激光雷达组成扫描装置，利用两个激光雷达在视场扫描时视场互补来克服盲区问题，该结构设计实际也能减少或去除装置整个的扫描盲区，但该结构需使用至少两个激光雷达，而一个激光雷达的价格在几万至几十万不等，无疑增加了装置整个的成本，利用较多成本而解决盲区问题是否值得有待商榷，其次，该结构设计出发点是利用两个视场的视场互补来解决盲区问题，而并没有立足于通过一个激光雷达如何解决扫描装置的盲区问题，并没有从根本上解决仅具有一个激光雷达的扫描装置盲区问题。

基于此，激光雷达扫描装置如何设计，以在使用一个激光雷达进行视场扫描时减少或消除扫描装置盲区是我们急需解决的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种激光雷达扫描装置，该装置通过合理倾斜设置激光雷达并使其转动，控制其扫描区域，从而可有效减小甚至消除盲区，具有成本低、盲区少或无盲区的特点。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：激光雷达扫描装置，包括，激光雷达，激光雷达至少配置有预设的垂直视场角和大于等于180°的水平视场角；驱动模块，至少设有一旋转部，激光雷达安装于旋转部以绕旋转部的旋转轴线旋转；所述激光雷达安装时倾斜设置并满足：0＜α≤1/2β；其中，α为垂直视场角的角平分线与旋转轴线的最小夹角；β为垂直视场角的夹角。

基于以上技术方案，还包括拍摄模块和/或定位模块，所述拍摄模块设置于激光雷达上方或激光雷达下方，所述定位模块设置于激光雷达上方。

基于以上技术方案，所述拍摄模块和定位模块均设置于激光雷达上方，且所述定位模块位于拍摄模块上方。

基于以上技术方案，所述拍摄模块为全景相机；所述定位模块为RTK定位模块或GPS定位模块。

基于以上技术方案，还包括支撑件，支撑件一端位于激光雷达上方形成配件安装部，另一端设置于驱动模块上方或下方的非转动区域；所述拍摄模块和/或定位模块设置于配件安装部。

基于以上技术方案，所述配件安装部位于激光雷达的视场盲区内。

基于以上技术方案，还包括IMU模块，IMU模块设置于驱动模块上方或下方的非转动区域。

基于以上技术方案，还包括磁编码器，磁编码器设置于激光雷达或旋转部，或所述磁编码器为驱动模块配置的磁编码器。

基于以上技术方案，还包括与驱动模块连接或一体成型的固定模块，所述固定模块用于手持、佩戴或安装所述激光雷达扫描装置。

基于以上技术方案，所述旋转轴线偏离激光雷达的重心或几何中心。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明仅利用一个激光雷达实现视场扫描，通过将其倾斜设置，使得激光雷达垂直视场角的角平分线与旋转轴线的夹角α满足特定角度要求，从而在激光雷达绕旋转轴线旋转时，激光雷达的扫描视场即可在旋转轴线上相交，实现无盲区扫描，或激光雷达的扫描视场在旋转轴线周围形成小部分的与旋转轴线同轴的空心柱状的可控盲区，相比于现有技术减少了盲区，并且盲区可控，从而在低成本前提下即可减少或消除装置的盲区。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为现有技术的一种常规激光雷达的水平放置图；

图2为本发明具体实施方式的激光雷达扫描装置的一种使用状态图；

图3为本发明具体实施方式的激光雷达扫描装置的另一种使用状态图；

图4为现有技术的一种激光雷达扫描装置的安装示意图；

图5是本发明具体实施方式的激光雷达扫描装置的配件安装效果图，其中配件不存在遮挡并为大尺寸时；

图6是本发明具体实施方式的激光雷达扫描装置的配件安装效果图，其中配件存在遮挡并为大尺寸时；

图7是本发明具体实施方式的激光雷达扫描装置的配件安装效果图，其中配件不存在遮挡并为小尺寸时；

图8是本发明具体实施方式的激光雷达扫描装置的配件安装效果图，其中多个配件均不存在遮挡并均为小尺寸时；

附图中附图标记所对应的名称为：

10、激光雷达扫描装置；

101、激光雷达；102、驱动模块；103、拍摄模块；104、定位模块；105、IMU模块；106、磁编码器；107、固定模块；108、支撑件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在对本发明做详细解释说明前，为方便本发明的理解和实施，本发明相对本发明所涉及的激光雷达做简单说明：如图1所示为现有技术的一种常规激光雷达的水平放置图，激光雷达整体呈圆柱形，俯视为圆形结构(结构简单，本发明未提供)，图中激光雷达中部为其工作区间，用于激光扫描；其中，垂直视场角如图1所示，为其竖直方向的可扫描最大角度，一般由激光雷达预设，预设视场角角度范围一般在0°～45°，如常见的30°、40°等；而水平视场角则是当其处于图1位置时，其水平方向也即圆周方向(绕中轴线y旋转)的可扫描最大角度，一般也由激光雷达预设，预设水平视场角角度范围在0°～360°，如常见的180°、270°、360°等，本发明在实施时，可优选360°水平视场角的激光雷达。

进一步说明，本发明中后文提及的“上”、“上方”、“下”、“下方”指的是图2至图7所示的激光雷达扫描装置的方位或内部结构的相对位置，也可以理解成激光雷达扫描装置的一种使用状态时的方位，本发明仅为了方便理解和说明，在具体使用时，上述方位也可能根据具体使用状态而改变，以及，本发明后文提及的“内”、“内侧”、“内部”、“外”、“外侧”、“外部”指的结构或部件之间的空间范围或相对关系，在可行的情况下或在未进一步说明的前提下，并不限制其具体的位置或状态。

本发明的实施例主要提供的是一种激光雷达扫描装置10的技术方案，该激光雷达扫描装置10主要用于对目标对象进行全方位信息(如距离信息、方位信息、高度信息、形状信息等)获取，以利用获取信息进行三维建模、地理测绘、无人机驾驶、智能机器人避障等，可广泛运用于地图测绘、地质探勘、环境感知、人工智能等诸多领域。需要说明的是，目标对象可以是具体的动态目标如人、动物、移动或运行的产品等，也可以是具体的静态目标如房屋、树木、山峰等；目标对象也可以是具体的目标区域，如目标区域可以是某个街道、小区、城市或者特定区域的山海湖泊等；目标对象还可以是按照空间内外来区分的场景目标，如室内场景、室外场景等。

如图2、图3所示，本发明的具体实施例涉及的激光雷达扫描装置10具体包括：

激光雷达101，激光雷达101至少配置有预设的垂直视场角和大于等于180°的水平视场角；

驱动模块102，至少设有一旋转部，激光雷达101安装于旋转部以绕旋转部的旋转轴线x旋转；

所述激光雷达安装时倾斜设置并满足：

0＜α≤1/2β；

其中，α为垂直视场角的角平分线与旋转轴线x的最小夹角；β为垂直视场角的夹角。本激光雷达扫描装置10，利用驱动模块102带动激光雷达101绕旋转轴线x旋转，通过倾斜设置激光雷达101并使其满足0＜α≤1/2β，从而在扫描时，即可形成以下两种扫描结果：

1)当0＜α＜1/2β时

如图2所示，当α、β满足此条件时，激光雷达101在扫描时同步旋转，其形成的扫描视场即可在旋转轴线X上视场相交，如图2中A点即为视场相交点，从而在扫描过程中形成视场部分重叠，仅形成很小的盲区，该盲区如图2中B区域所示，当目标对象位于盲区B外时，激光雷达扫描装置10甚至可以等同于无盲区，并且，随着倾斜角度的变化，该盲区B的边界也会随之变化，即：

1-1)当α无限趋近于0时，也即激光雷达101倾斜角度越大时，A点沿旋转轴线X无限趋近于激光雷达101，此时的盲区B的顶点位置也无限趋近于激光雷达101，目标对象也可扫描的越来越近，当扫描目标对象处于盲区B外即可形成无盲区扫描，并且，在此情形中，随着α无限趋近于0，盲区B空间相对减少，但盲区B依然存在有限空间可用于安装其余小尺寸配件，进而在安装配件后依然可以做到无遮挡扫描，不会产生新的盲区，在安装配件后依然能做到无盲区扫描，后续将对该情形优异之处做进一步阐述。

1-2)反之，当无限趋近于1/2β时，也即激光雷达101倾斜角度越小时，A点沿旋转轴线X无限远离于激光雷达101，此时的盲区B的顶点位置也无限远离于激光雷达101，目标对象扫描的越来越远，当扫描目标对象处于盲区B外即可形成无盲区扫描，并且在此情形中，盲区B整体面积相对于α无限趋近于0时有所增加，可用于更大尺寸配件安装而无需遮挡扫描视场。

2)当α＝1/2β时

如图3所示，当α、β满足此条件时，激光雷达101倾斜角度最小，此时激光雷达101在扫描时同步旋转，其形成的扫描视场仅在旋转轴线X附近形成与旋转轴线X同轴的空心柱状的可控盲区，如图3中B区域，激光雷达101垂直视场角靠近旋转轴线X的边界与旋转轴线X距离等距，形成若干平行且同向的平行边线，在激光雷达101旋转过程中形成圆柱状边界面，进而形成可控盲区B，由于可控盲区B区域较小，相对于现有技术减少了盲区，并且当目标对象位于可控盲区B外时，激光雷达扫描装置10甚至可以等同于无盲区。

在此情形中，可控盲区B的面积不会发生变化，属于可预见或可控的，从而其也可作为配件安装区域，用于安装激光雷达扫描装置10其余配件，进而满足配件安装需求而无需遮挡扫描视场。

基于此，本激光雷达扫描装置10基于激光雷达101的设置方式，使其倾斜设置于旋转轴线X上并在驱动模块102带动下绕旋转轴线x旋转，激光雷达101在进行视场扫描时，扫描后形成的视场会在旋转轴线X方向部分重叠形成较小盲区，或者视场与旋转轴线X之间形成可控的盲区，相比于现有技术减少了盲区，且还可形成可控盲区，当扫描目标位于盲区外时甚至可做到无盲区扫描，从而在使用一个激光雷达101的前提下实现小盲区或无盲区扫描，在确保不增加成本前提降低了扫描盲区，具有低成本、盲区小的技术特点。

需要说明的是，垂直视场角的角平分线与旋转轴线x的最小夹角，是指激光雷达101在大于等于180°水平视场角范围内进行水平视场扫描时，垂直视场角最接近或最靠近旋转轴线x时的垂直视场角的角平分线与旋转轴线x的夹角，也即图2或图3所示，垂直视场角所在的平面与旋转轴线x处于同一竖直面内时垂直视场角的角平分线与旋转轴线x的夹角。可预见的，当激光雷达101水平视场角小于180度，安装时使得水平视场角经过图示夹角所在的位置，也能获得上述最小夹角。

具体的，驱动模块102在实际运用中，可以选用电机、马达等驱动件，也可以是能实现旋转运动的组件或产品，如云台等。

同理，旋转部可以是连接于激光雷达101的转轴、转盘等，如电机输出轴、马达输出轴、云台转盘等，旋转部可仅安装于激光雷达101下端供其转动，和/或，安装于激光雷达101上端供其转动，也可利用旋转部如转轴贯穿或贯穿后伸出至激光雷达101上方，从而可以增加与旋转部连接的稳定性，保证激光雷达101转动时的稳定性，或可以在激光雷达101上方或下方的转轴上安装其它配件(配件如后文所述的磁编码器)。

需要说明的是，图中所示旋转轴线x为竖直设置，其仅为一种较佳的设置方式，在具体使用时，根据使用情况，旋转轴线x可能是非竖直装置，如倾斜、水平等，可根据实际需要或使用情况选择，而旋转轴线x处于任何状态，不影响本发明的实施。

需要说明的是，如图4所示一种激光雷达倾斜设置的方式，其垂直视场角与旋转轴线在视场范围内无交点，由于其不符合0＜α＜1/2β，其扫描盲区较大且视场逐渐远离，在扫描视场内无法满足视场相交，且盲区不可控，被扫描目标越远盲区越大，并不在本发明的保护范围内。

当激光雷达101倾斜角度确定后，在安装时可以通过控制激光雷达101的安装位置，以控制其与旋转轴线X的相对位置来调整盲区B大小和形状，以实现不同的效果，具体的安装方式如下：

安装方式一：

继续参阅图1或图2，激光雷达101倾斜安装时，其重心或几何中心可以同步位于旋转轴线X上，使得激光雷达101尽量均匀的安装于旋转部上进行旋转，此时激光雷达101形成的盲区B的面积即能达到最小，此安装方式可以最大化的减少盲区或消除盲区。

安装方式二：

参阅图5，激光雷达101倾斜安装时，使旋转轴线X偏离激光雷达101的重心或几何中心，从而激光雷达101相对于旋转轴线X或旋转部偏心设置，此方式中激光雷达101形成的盲区B的面积即相比于安装方式一有所增加，盲区B特别是靠近激光雷达101的区域面积增加较为明显，从而形成一个可以用于安装较大尺寸配件的安装区域，当激光雷达101顶部还需要安装配件或大尺寸配件时，为不遮挡激光雷达101扫描视场，可以将配件安装于图5中所示盲区B所在的区域内部，即可不影响扫描，本安装方式旨在留出更多的空隙区域以便于安装其他模块，通过改变盲区面积、形状而满足配件无遮挡安装，满足配件安装需求的同时也不增加盲区，同样也可做到减少盲区或消除盲区的效果。

进而，当配件安装于盲区内，激光雷达101倾斜角度确定时，还可通过控制配件的尺寸或安装位置，来调节最终形成的盲区范围，具体的：

在考虑到配件尺寸时，配件尺寸过大会超过盲区范围，进而影响到视场扫描区域范围，增加盲区范围，即如图6所示，因此，在选用配件时，可考虑小尺寸配件，在其安装于盲区内后，即可形成如图7所示的安装结构，配件尺寸完全处于盲区内，不会对扫描视场造成影响，从而即使在安装配件后依然不会增加盲区面积。而在考虑到配件安装位置时，为了避免配件增加盲区影响视场扫描，或因配件安装问题导致视场扫描的不均匀性，本发明的配件在安装时，最好与旋转轴线X同轴安装，从而在安装后不增加盲区或确保扫描的均匀性：如图6所示，当配件尺寸超出盲区外时，激光雷达101扫描视场部分被遮挡，在其旋转过程中，若配件未与旋转轴线X同轴安装，则激光雷达101在旋转中不同圆周位置的扫描视场不均匀或不对称，从而在扫描时视场不可控，影响使用，而在配件与旋转轴线X同轴安装即可解决此类问题，使得扫描视场能在可控范围内进行，且扫描能够预见；又如图7所示，当配件尺寸位于盲区内时，配件与旋转轴线X同轴安装，配件两侧能够均匀让出较多相等空间，从而在需要时可以实现更多的激光雷达101倾斜安装角度选择，便于激光雷达101不同的倾斜安装要求和不同的配件尺寸要求。

因此，由于将激光雷达倾斜设置相对垂直设置(激光雷达中轴线y水平)，激光雷达101激光发射点会偏移旋转轴线X更多，而上方安装的模块是以旋转轴线X为中轴线设置的，因此，倾斜设置相对垂直设置，上方安装的模块对激光视场的遮挡更少，也因此，虽然激光雷达垂直设置也可以做到上方无盲区，但若激光雷达上方安装了其他模块，倾斜设置比垂直设置盲区更小，倾斜设置更优，如图5所示。更进一步的，如果设置在激光雷达上方的模块选择的是体积较小的型号，则可以做到不遮挡激光，如图7所示。

紧接上文，配件安装中，当不要求配件必须安装于盲区内时，配件也可以安装于激光雷达101下方的非旋转区域、驱动模块102的上方或下方的非旋转区域，如图8所示，进而无需考虑配件尺寸和安装位置，也不会对激光雷达101扫描视场特别是上方视场造成影响，安装方式更为方便。

作为激光雷达扫描装置10的可选配件之一，本激光雷达扫描装置10还包括有拍摄模块103，其主要用于激光雷达扫描装置10外部的全景影像拍摄。

继续参阅图6，拍摄模块103在装配时，其可以设置于激光雷达101的上方位置，以在无遮挡情况下拍摄，当然，在需要时，拍摄模块103也可以设置于激光雷达101的下方位置，以避免其因尺寸问题而遮挡扫描视场，增加盲区。需要说明的是，激光雷达101的下方位置，也应当包括驱动模块102的上方或下方。

基于此，拍摄模块103通过设置于激光雷达101上方或激光雷达101下方区域，可以在激光雷达101旋转扫描时不受影响，并能按照所需拍摄需求、位置选择安装位，在考虑到拍摄模块103的尺寸问题时，还可以提前调整激光雷达101的倾斜度和安装位来匹配安装，以做到安装后无盲区。

为保证拍摄模块103的拍摄效果，减少激光雷达扫描装置10其余结构或配件对其的影响，拍摄模块103可优选全景相机作为实际使用，以在拍摄时通过大广角拍摄来减少拍摄盲区的影响。

需要说明的是，拍摄模块103在拍摄时最好保持相对静止，故其安装时，无论位于激光雷达101的上方或下方，均应当位于非旋转区域，也即其是不与激光雷达101或旋转部接触、不会随激光雷达101或旋转部旋转的，这对于本领域技术人员来说是可以预料的。

激光雷达扫描装置10使用时，常需要进行定位以获取装置整体位置或与其余参照物的相对位置，如其使用区域或空间较小，如室内使用时，一般可采用激光slam技术定位，而如果使用区域或空间较大，则就需要使用定位模块方可定位。

因此，为解决激光雷达扫描装置10定位问题，作为激光雷达扫描装置10的可选配件之二，本激光雷达扫描装置10还包括有定位模块104，其主要用于激光雷达扫描装置10的物理位置定位。

继续参阅图6、图7，定位模块104在装配时，可以设置于激光雷达扫描装置10的任何非旋转的区域，如设置于激光雷达101上方或激光雷达下方、驱动模块102的上方或激光雷达下方，而为了确保定位模块104的定位效果和信号收发，本发明的定位模块104间隔设置于激光雷达101的上方，激光雷达101的上方还设置有其它配件如拍摄模块103时，定位模块104应当位于其它配件上方，也即位于激光雷达扫描装置10的最上方位置，从而定位模块104不易被遮挡，能保证较好的信号收发。在具体应用中，定位模块104可以选用RTK定位模块或GPS定位模块。

结合上文所述，拍摄模块103和定位模块104可根据需要形成以下可供选择的不同安装方式：1、当有定位模块104时，定位模块104和拍摄模块103均位于激光雷达101上方，且定位模块104位于拍摄模块103上方；2、当有定位模块104时，定位模块104设置于激光雷达101上方，拍摄模块103位于激光雷达101下方；3、当没有定位模块104时，拍摄模块103位于激光雷达101上方；4、当没有定位模块104时，拍摄模块103位于激光雷达101下方。参阅图8，作为激光雷达扫描装置10的可选配件之三，本激光雷达扫描装置10还包括有IMU(惯性测量单元)模块105，IMU模块105主要用于测量整个激光雷达扫描装置10的姿态信息。

在具体应用中，IMU模块105可安装于激光雷达101上方或激光雷达101下方的非旋转区域，也可以安装于驱动模块102上方或下方的非转动区域，可根据其具体尺寸、盲区大小来进行合理位置安装选择，具体可结合上文所述的配件安装说明。

继续参阅图8，作为激光雷达扫描装置10的可选配件之四，激光雷达扫描装置10还包括有磁编码器106，主要用于测量激光雷达101旋转的角度。

在具体应用中，磁编码器106因要检测激光雷达101旋转的角度，因此需要安装于激光雷达101的内部、内侧或者外部、外侧，或安装于旋转部内部、内侧或者外部、外侧，以跟随激光雷达101转动而检测激光雷达101旋转位置，通过此设置方式，磁编码器106可以根据其设置位置，选择不同型号、大小的磁编码器，例如，磁编码器106可以设置于激光雷达101顶部外侧；磁编码器106也可以设置于旋转部上，例如，旋转部为转轴时，磁编码器106可以设置于位于激光雷达101上方或下方的转轴上。

在具体应用中，为增加测量效果，磁编码器106可选用高精度磁编码器；当然，在检测精度不高或检测要求较低时，作为另一种方式，磁编码器106也可以是驱动模块102自带的，例如，当驱动模块102采用电机作为驱动件时，磁编码器106可以直接采用电机自带的磁编码器也即电机磁编码器。

继续参阅图8，作为激光雷达扫描装置10的可选配件之五，本激光雷达扫描装置10还包括固定模块107，固定模块107用于手持、佩戴或安装所述激光雷达扫描装置10。

在具体应用中，固定模块107可以是驱动模块102的部分结构体成型形成，也可以是与驱动模块102连接的连接件，也可以是安装于驱动模块102外侧的单独配件。

固定模块107在具体结构中，可以为手柄型或把手型结构，以便于用户握持使用，也可以为背包、背带式结构，用于承载或安装激光雷达扫描装置10，以便于用户佩戴背负，固定模块107还可以是相应的连接件、配对件，如螺纹连接柱、卡柱、插销等，用于与配套设备连接，以便形成更好的使用模式，其中的配套设备可以是车辆、底座、支架等可移动或不可移动的载体。

需要说明的是，在图6、图7及图8中，激光雷达扫描装置10可能还包括图中未示出的其他部件，或不包括图中示出的某些部件，或某些部件的位置与图中不同，并且模块的大小比例与图示的比例无关，图6、图7及图8仅用于结合本说明书进行解释和说明，并不具体限制激光雷达扫描装置10的具体结构及其配件的安装位置。

紧接上文，上述的非旋转区域是指不随激光雷达101或旋转部旋转的区域，上述的配件如拍摄模块103、定位模块104、IMU模块105等安装时可直接安装于驱动模块102除旋转部的其余区域，或者是以支架、壳体、连接件等支撑件用于将上述配件安装于激光雷达101或驱动模块102外侧，只要不影响各自功能和作用即可。

基于此，如图5、图6及图7所示，本激光雷达扫描装置10还包括了一种支撑件108，支撑件108一端位于激光雷达101上方形成配件安装部，另一端设置于驱动模块102上方或下方的非转动区域。

本支撑件108主要利用配件安装部完成对部分配件的安装，以便在不影响激光雷达101旋转的前提下按此配件安装，具体安装时，需要安装的配件如拍摄模块103、定位模块104、IMU模块105等不需要随激光雷达101旋转的模块，可以安装于配件安装部上，形成很好的配件安装。

在具体应用时，配件安装部的设置位置最好位于激光雷达101的视场盲区内，从而在安装配件后可以减少配件增加盲区的可能性，并且，配件安装部的中轴线或者是其上安装的配件中轴线，都最好与旋转轴线X同轴设置，以进一步确保无遮挡。进一步的，支撑件108整体可采用柱状、轴状的杆体结构形成，从而可以进来减少其对激光雷达扫描装置10扫描视场的遮挡，减少安装支撑件108对视场扫描区域的影响。

需要说明的是，本激光雷达扫描装置10在具体应用时，当激光雷达101存在大于或等于180°水平视场角时，激光雷达101在随旋转部旋转时，还同步进行水平视场角范围内进行水平视场扫描，可以预见的，当进行垂直视场和水平视场扫描时，无论激光雷达101转动到任意视场角，当α、β满足以上0＜α≤1/2β的关系时均是可以实现本发明目的，从而减少扫描盲区或做到无盲区，因此，本激光雷达扫描装置10在考虑或不考虑激光雷达101的水平视场角时均是可行的，也因此本激光雷达扫描装置10是适用于具有任意垂直视场角和任意水平视场角的激光雷达101的使用的。作为具体的应用方案，本激光雷达扫描装置10中，激光雷达101为具有预定的垂直视场角和360°水平视场角的激光雷达，如垂直视场角为40°、水平视场角为360°。

最后，在具体使用时，本激光雷达扫描装置10可按照图2-图7所示方式竖直设置，或根据需要自行调整使用状态如倾斜设置、水平设置、反向设置等，本发明并不限定其具体使用状态，且本激光雷达扫描装置10还可基于固定模块107便于使用者手持，或与固定座、移动设备等形成配对，形成不同的使用模式，还可基于相应配件如拍摄模块103、定位模块104、IMU模块105、磁编码器106等实现不同功能，对于使用范围而言，本激光雷达扫描装置10若配置有定位模块104，可适用于室内或室外，在室内时，若定位模块104定位信号不好或没有时，可结合激光slam技术定位，若没有安装定位模块，本激光雷达扫描装置10最好在室内使用并采用激光slam技术定位，进而在使用时，基于激光雷达扫描装置10的视场扫描可以减少扫描盲区或进行无盲区扫描，最终通过扫描视场数据即可结合后续配对的软件或设备构建较为完整的三维点云数据，并可通过拍摄模块103获取外部环境的全景影像数据，对三维点云数据着色，而若不需要为三维点云数据着色，该激光雷达扫描装置10则不需要设置拍摄模块103。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.激光雷达扫描装置，其特征在于，包括，

激光雷达，激光雷达至少配置有预设的垂直视场角和大于等于180°的水平视场角；

驱动模块，至少设有一旋转部，激光雷达安装于旋转部以绕旋转部的旋转轴线旋转；

所述激光雷达安装时倾斜设置并满足：

0＜α≤1/2β；

其中，α为垂直视场角的角平分线与旋转轴线的最小夹角；β为垂直视场角的夹角。

2.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，还包括拍摄模块和/或定位模块，所述拍摄模块设置于激光雷达上方或下方，所述定位模块设置于激光雷达上方。

3.根据权利要求2所述的激光雷达扫描装置，所述拍摄模块和定位模块均设置于激光雷达上方，且所述定位模块位于拍摄模块上方。

4.根据权利要求2所述的激光雷达扫描装置，所述拍摄模块为全景相机；所述定位模块为RTK定位模块或GPS定位模块。

5.根据权利要求2-4任一项所述的激光雷达扫描装置，还包括支撑件，支撑件一端位于激光雷达上方形成配件安装部，另一端设置于驱动模块上方或下方的非转动区域；

所述拍摄模块和/或定位模块设置于配件安装部。

6.根据权利要求5所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，所述配件安装部位于激光雷达的视场盲区内。

7.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，还包括IMU模块，IMU模块设置于驱动模块上方或下方的非转动区域。

8.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，还包括磁编码器，磁编码器设置于激光雷达或旋转部，或所述磁编码器为驱动模块配置的磁编码器。

9.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，还包括与驱动模块连接或一体成型的固定模块，所述固定模块用于手持、佩戴或安装所述激光雷达扫描装置。

10.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，所述旋转轴线偏离激光雷达的重心或几何中心。

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