基于激光扫描原理的路径检测方案

基于激光扫描原理的路径检测方案

引言

飞思卡尔智能车比赛的赛道，由白色泡沫材料及其中心的黑色引导线组成，对赛道信息捕获的效果好坏，直接决定着智能车的速度及控制性能。通常

采用的路径检测方式，不外乎CCD 与光电两种。CCD 方案具有先天的优势，不仅能得到赛道的丰富信息，而且可实现远距离的前瞻，对车模重量及稳定性

的影响也很小;而光电方案受传感器数量、车模重量及稳定性所限，获得的赛道信息十分有限，前瞻距离也不足，使得使用光电管方案的队伍成绩普遍不如使

用CCD 方案的队伍。

是否光电方案就真的不可能得到连续的、前瞻性好的信息呢?设想如果

只用一对光电发射/接收传感器，利用光学装置让发射光线形成一条高速扫描线，就可以得到一行完整的赛道信息，如果有3 个这样的装置，即可获得赛道曲率

和角度。另外，如果使用能量高度集中的激光作为光源，则检测距离可大大增加。正是基于这种想法，我们想到了利用条码扫描仪中的激光扫描器。

激光扫描器正是利用快速摆动(或旋转)的镜面，反射能量高度集中的激

光束，使激光束的出射角度随着反射镜的运动产生连续的变化，从而投射出一

条扫描线。虽然只有一个光电检测器和一个光源，但由于反射镜的高扫描频率，使得扫描器几乎可以同时得到一行的激光扫描器检测基本原理

激光扫描器的基本原理与基于红外路径探测的原理类似，但存在如下不

同点：

激光扫描器通常使用波长为650nm 的激光管作为光源，能量高度集中，远距离时光束发散角仍然很小，检测距离远且分辨率高，而红外光电检测

方案，其光源发射角大，检测距离有限且分辨率低。激光扫描器增加