基于激光拼接的远程目视导航方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于激光拼接的远程目视导航方法，首先将单个小功率激光器的输出光斑通过透镜或透镜组整形成所需要距离的矩形光斑，然后根据所需功率配置数只带有整形透镜或透镜组的小功率激光器，数只小功率激光器成直线固定到光学平台上，最后调节光学平台，使得每个激光器的输出光斑重合到同一范围内。采用小功率激光器替代现在大功率激光器，一解决了远程目视导航系统对激光器功率要求过高无法找到满足功率要求的激光器问题，二解决了大功率激光器的输出光斑质量很差，很难将其输出光斑整形成满足要求的矩形光斑，三是通过直接控制小功率激光器可以控制总的激光功率，满足在较大距离范围内既不对人眼造成伤害、又满足人眼可见达到导航的目的。
【专利说明】基于激光拼接的远程目视导航方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种目视导航系统，特别涉及一种基于激光拼接的远程目视导航方法。
【背景技术】
[0002]相比于其它光源，激光具有更好的方向性、单色性、相干性以及较大的输出功率。随着现代社会的进步和发展，激光应用的领域越来越广。目视激光系统在定位系统及导航系统中有着广泛的应用，如基于类GPS红外全局定位系统及单目视觉处理的智能巡航机器人和基于全方位视觉的车载嵌入式航标跟踪系统。目视激光系统具有设备简单，成本低，快速精确定位，安装布署方便，可扩展性强，便于推广应用等优点。
[0003]对于远程目视导航系统，为达到在很远的距离上在较大范围内目视可见，需要的激光功率很高。而现实的生产中，大功率的可见光激光器的生产制作是一个难题。例如对于半导体可见光激光器来说，瓦级的激光器已经很少，而且输出光斑的质量很差，很难整形到目视导航系统需要的矩形光斑；并且由于大功率激光输出的能量很高，整形所需的激光透镜在大功率激光照射下容易发热产生形变，影响通过透镜后的光束质量。
【发明内容】
[0004]本发明是针对远距离在较大范围内目视导航存在的问题，提出了一种基于激光拼接的远程目视导航方法，满足能在较大距离范围内既不对人眼造成伤害、又满足人眼可见达到导航的目的。
[0005]本发明的技术方案为:一种基于激光拼接的远程目视导航方法，首先将单个小功率激光器的输出光斑通过透镜或透镜组整形成所需要距离的矩形光斑，然后根据所需功率配置数只带有整形透镜或透镜组的小功率激光器，数只小功率激光器成直线固定到光学平台上，最后调节光学平台，使得每个激光器的输出光斑重合到同一范围内。
[0006]所述光学平台为三维调节的光学平台，通过光学调节台的调节，可以调节激光器的固定高度、左右位置、俯仰角、左右偏角。
[0007]所述单个小功率激光器可以通过调节工作电流调节其输出功率。
[0008]本发明的有益效果在于:本发明基于激光拼接的远程目视导航方法，采用小功率激光器替代大功率激光器，一解决了远程目视导航系统对激光器功率要求过高无法找到满足功率要求的激光器问题，二解决了大功率激光器的输出光斑质量很差，很难将其输出光斑整形成满足要求的矩形光斑，三是通过直接控制小功率激光器的开关可以控制总的激光功率，使其满足能在较大距离范围内既不对人眼造成伤害、又满足人眼可见达到导航的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明基于激光拼接的远程目视导航原理示意图。【具体实施方式】
[0010]如图1所示基于激光拼接的远程目视导航原理示意图，首先将单个小功率激光器的输出光斑通过透镜或透镜组整形成所需要距离的矩形光斑，然后将两只或多只小功率激光器(带有整形所需的透镜或透镜组)固定到光学平台上，通过光学平台的调节，使得每个激光器的输出光斑尽可能的重合到一起，从而达到大功率激光器的光斑光强分布很难达到的效果，如图1所示。通过直接控制小功率激光器的开关可以控制总的激光功率，使其满足能在较大距离范围内既不对人眼造成伤害、又满足人眼可见达到导航的目的。
[0011]在非常近的距离即仅有一只激光器工作时可以通过调节激光器的工作电流调节其输出功率，保证在人眼可见的前提下不会对人眼造成伤害。光学平台为可选一个三维调节的光学平台，光学调节台可以调节激光器的固定高度、左右位置、俯仰角、左右偏角以及可以小角度的旋转激光器以使得光斑可以尽可能的以需要的形状重合在一起。总的激光输出功率的调节首先由激光器的开关数目决定，开启的激光器数目越少则总的激光输出功率越小，工作距离越近，保证在人眼可见的前提下不会对人眼造成伤害。在非常近的距离即仅有一只激光器工作时可以通过调节激光器的工作电流调节其输出功率，保证在人眼可见的前提下不会对人眼造成伤害。
【权利要求】
1.一种基于激光拼接的远程目视导航方法，其特征在于，首先将单个小功率激光器的输出光斑通过透镜或透镜组整形成所需要距离的矩形光斑，然后根据所需功率配置数只带有整形透镜或透镜组的小功率激光器，数只小功率激光器成直线固定到光学平台上，最后调节光学平台，使得每个激光器的输出光斑重合到同一范围内。
2.根据权利要求1所述基于激光拼接的远程目视导航方法，其特征在于，所述光学平台为三维调节的光学平台，通过光学调节台的调节，可以调节激光器的固定高度、左右位置、俯仰角、左右偏角。
3.根据权利要求1所述基于激光拼接的远程目视导航方法，其特征在于，所述单个小功率激光器可以通过调节工作电流调节其输出功率。
【文档编号】G01C21/00GK103968831SQ201410224490
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】王文杰, 周洪, 王红, 陈纪朋, 贾宏志, 林旺, 周伟, 刘佰滢, 尤贝, 王辽 申请人:中国船舶重工集团公司第七0四研究所, 上海理工大学