機載掃描激光測距系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種將光學系統(tǒng)與激光測距系統(tǒng)相融合的機載掃描激光測距儀，尤其涉及一種機載掃描激光測距系統(tǒng)，屬于激光掃描領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]掃描機載激光雷達平臺速度變化、姿態(tài)抖動、掃描鏡振動以及載荷內(nèi)部掃描機構(gòu)的控制誤差等引起的激光束指向誤差將導致點云數(shù)據(jù)的坐標發(fā)生偏移，進而引起成像的嚴重畸變。針對平臺非理想運動和隨機振動進行誤差溯源，建立機載激光雷達激光束指向誤差動態(tài)模型，對高精度實時運動成像具有重要意義。
[0003]三維激光測量技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，為空間三維信息的獲取與空間信息數(shù)字化發(fā)展提供了全新的技術(shù)手段。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的推動，激光雷達測量技術(shù)也逐步由點到點的激光測距裝置發(fā)展到采用非接觸主動測量方式，快速獲取物體表面大量采樣點三維空間坐標的激光掃描測量技術(shù)。
[0004]目前國外對激光測距系統(tǒng)研究較為深入，但是國內(nèi)的激光測距儀器一般都只注重于硬件設(shè)備的精度，在算法上也有一定的研究，但是如何進一步提高精度和穩(wěn)定性，沒有結(jié)合光學技術(shù)進一步互補優(yōu)勢。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決好現(xiàn)有技術(shù)的問題，彌補現(xiàn)有目前市場上現(xiàn)有產(chǎn)品的不足。
[0006]本實用新型提供了一種機載掃描激光測距系統(tǒng)，激光測距系統(tǒng)包括激光器、采樣器、計數(shù)器、探測器、主鏡、棱鏡、掃描棱鏡、掃描電機和編碼器，在所述激光器和采樣器之間設(shè)置有轉(zhuǎn)折鏡，激光器發(fā)出的光束經(jīng)過轉(zhuǎn)折鏡后一路經(jīng)過棱鏡到達目標，另一路經(jīng)過采樣器和計數(shù)器后到達探測器，目標發(fā)射回的光束經(jīng)過掃描棱鏡后進經(jīng)過主鏡反射后經(jīng)過次鏡后到達探測器。
[0007]優(yōu)選的，上述采樣器為主波采樣器。
[0008]優(yōu)選的，上述計數(shù)器為距離計數(shù)器。
[0009]優(yōu)選的，上述探測器為回波探測器。
[0010]本實用新型提供的機載掃描激光測距系統(tǒng)在傳統(tǒng)的激光測距儀中加入了光學棱鏡、聚光鏡，通過光學系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，提高了測距系統(tǒng)的精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在高速運動的情況下保證了測距的各項性能。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖標記:1_激光器；2_轉(zhuǎn)折鏡；3_采樣器；4_計數(shù)器；5_探測器；6-主鏡；7-次鏡；8_棱鏡；9_掃描棱鏡；10_掃描電機；11_編碼器。
【具體實施方式】
[0013]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本實用新型，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0014]由于機載平臺的高速運動,激光束經(jīng)掃描鏡反射后的出射光束方向與設(shè)計方向存在偏差，即產(chǎn)生激光束指向誤差。激光束指向誤差的來源很多，包括激光束發(fā)散與脈沖展寬、光機電掃描系統(tǒng)誤差、大氣湍流和擾動等。對不同原因進行分析，并對它們的影響進行研究，是建立運動狀態(tài)下復雜高階多模機載激光雷達系統(tǒng)誤差及隨機誤差模型的基礎(chǔ)。
[0015]本實用新型提供的激光測距系統(tǒng)組成如圖1所示，包括激光器1、采樣器3、計數(shù)器4、探測器5、主鏡6、棱鏡8、掃描棱鏡9、掃描電機10和編碼器11,在所述激光器I和米樣器3之間設(shè)置有轉(zhuǎn)折鏡2，激光器I發(fā)出的光束經(jīng)過轉(zhuǎn)折鏡2后一路經(jīng)過棱鏡8到達目標，另一路經(jīng)過采樣器3和計數(shù)器4后到達探測器5，目標發(fā)射回的光束經(jīng)過掃描棱鏡9后進經(jīng)過主鏡6反射后經(jīng)過次鏡7后到達探測器5。編碼器11與掃描電機10連接，掃描電機10驅(qū)動掃描棱鏡9。其中，主鏡6為凹面聚光鏡,次鏡7為凸面鏡,棱鏡8為直角棱鏡,米樣器3為主波采樣器，計數(shù)器4為距離計數(shù)器，探測器5為回波探測器。
[0016]掃描棱鏡在掃描電機的帶動下旋轉(zhuǎn)，與此同時，編碼器也隨著掃描棱鏡同步轉(zhuǎn)動而同步觸發(fā)脈沖發(fā)送到激光器控制器和激光探測等電子學系統(tǒng)中。當掃描棱鏡朝向天底方向某一個視場范圍內(nèi)時，激光器在控制器的觸發(fā)下輸出激光脈沖，探測電路由同步脈沖控制而達到一定工作狀態(tài)。發(fā)射激光束首先經(jīng)過轉(zhuǎn)折鏡到達棱鏡，再經(jīng)過掃描棱鏡到達地面目標，然后地面目標的后向散射回波通過掃描棱鏡到達接收望遠鏡主鏡，最后望遠鏡次鏡把光束匯聚到回波探測器上得到地面目標的回波脈沖信號。轉(zhuǎn)折鏡的作用是讓發(fā)射激光束的大多數(shù)能量反射到棱鏡上，而讓極數(shù)能量透射到主波采樣探測器上，以獲得發(fā)射激光的主波脈沖。發(fā)射激光主波脈沖與地面目標回波脈沖都被距離計數(shù)器接收，從而實現(xiàn)了機載掃描激光測距。
[0017]本實用新型提供的機載掃描激光測距系統(tǒng)在傳統(tǒng)的激光測距儀中加入了光學棱鏡、聚光鏡，通過光學系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，提高了測距系統(tǒng)的精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在高速運動的情況下保證了測距的各項性能。
[0018]以上所述之【具體實施方式】為本實用新型的較佳實施方式，并非以此限定本實用新型的具體實施范圍，本實用新型的范圍包括并不限于本【具體實施方式】，凡依照本實用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種機載掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于:所述激光測距系統(tǒng)包括激光器(I)、采樣器(3)、計數(shù)器(4)、探測器(5)、主鏡(6)、棱鏡(8)、掃描棱鏡(9)、掃描電機(10)和編碼器(11)，在所述激光器(I)和采樣器(3)之間設(shè)置有轉(zhuǎn)折鏡(2)，激光器(I)發(fā)出的光束經(jīng)過轉(zhuǎn)折鏡(2)后一路經(jīng)過棱鏡(8)到達目標，另一路經(jīng)過采樣器(3)和計數(shù)器(4)后到達探測器(5)，目標發(fā)射回的光束經(jīng)過掃描棱鏡(9)后進經(jīng)過主鏡(6)反射后經(jīng)過次鏡(7)后到達探測器(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機載掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于:所述采樣器(3)為主波米樣器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機載掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于:所述計數(shù)器(4)為距離計數(shù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機載掃描激光測距系統(tǒng)，其特征在于:所述探測器(5)為回波探測器。
【專利摘要】本實用新型涉及一種機載掃描激光測距系統(tǒng)，激光測距系統(tǒng)包括激光器(1)、采樣器(3)、計數(shù)器(4)、探測器(5)、主鏡(6)、棱鏡(8)、掃描棱鏡(9)、掃描電機(10)和編碼器(11)，在所述激光器(1)和采樣器(3)之間設(shè)置有轉(zhuǎn)折鏡(2)，激光器(1)發(fā)出的光束經(jīng)過轉(zhuǎn)折鏡(2)后一路經(jīng)過棱鏡(8)到達目標，另一路經(jīng)過采樣器(3)和計數(shù)器(4)后到達探測器(5)，目標發(fā)射回的光束經(jīng)過掃描棱鏡(9)后進經(jīng)過主鏡(6)反射后經(jīng)過次鏡(7)后到達探測器(5)。本實用新型提供的機載掃描激光測距系統(tǒng)在傳統(tǒng)的激光測距儀中加入了光學棱鏡、聚光鏡，通過光學系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，提高了測距系統(tǒng)的精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在高速運動的情況下保證了測距的各項性能。
【IPC分類】G01S17-08
【公開號】CN204269826
【申請?zhí)枴緾N201420347013
【發(fā)明人】勵春亞
【申請人】象山星旗電器科技有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年6月21日