除凝露的三维扫描激光雷达振镜系统的制作方法

文档序号:15478297发布日期:2018-09-18 21:59阅读:377来源:国知局

本实用新型主要涉及坏境科学激光雷达领域,尤其涉及除凝露的三维扫描激光雷达振镜系统。



背景技术:

三维扫描装置与激光雷达配合使用。扫描装置内部装有两片45°反射镜,激光雷达发射的激光经由两片反射镜两次反射后通过窗口镜出射。扫描装置可以实现水平方向和垂直方向的转动,可以使激光雷达在任意方向的获取颗粒物分布特征。振镜安装至雷达上方,为了通光,振镜出射端需安装玻璃圆窗片,该玻璃圆窗片的透过率影响着出射光信号的强度,从而直接影响影响雷达探测距离。

在秋冬季节,昼夜温差大,特别是沿海地区,扫描振镜窗口镜内部会出现凝露现象,从而极大的影响激光雷达的探测距离。产生凝露的主要原因为当窗口镜外部温度较低时,由于热惯性,三维扫描振镜内部的温度高于窗口镜外部环境温度,振镜内部湿热的空气遇到低于露点的窗口镜表面时,水汽就会凝结在窗口镜内部形成露滴,从而产生凝露现象,大大影响透过率,影响探测距离。

为了解决这个问题,目前在振镜圆窗片边缘装上雨刮器,通过雨刮器扫除圆窗片表面的水珠。由于需要另外增加雨刮器和、驱动装置等一系列附件,使振镜体积增大,同时重量也增加,影响装配维护。

已公开中国发明专利,申请号CN201320822379.5,专利名称:一种测量精确度高且具有防尘防凝露功能的料位测量系统,申请日:20131212,其公开了一种测量精确度高且具有防尘防凝露功能的料位测量系统,即半导体激光器发射连续的高速脉冲激光束,激光束遇到被测物体表面进行反射,光线返回由激光接收器接收。并精确记录激光自发射到接收之间的时间差,从而确定从激光雷达到被测物之间的距离。激光器表面如果有灰尘或者凝露,就会降低测量精度或者导致发射的激光无法接受导致测量失效。包括空气过滤器、空气压缩机和激光料位计,所述空气过滤器经过管道与空气压缩机的进风口连接,空气压缩机的出风口与激光料位计的激光发射窗相对,所述激光料位计位于料仓的顶端。所述系统提高了激光料位计的在粉煤仓内使用时的测量精度。



技术实现要素:

本实用新型提供除凝露的三维扫描激光雷达振镜系统,针对现有技术中激光雷达三维扫描装置的存在凝露的问题,提高扫描装置的环境适应性缺陷,提供除凝露的三维扫描激光雷达振镜系统,振镜系统安装于雷达上方,振镜系统包括安装底座1,所述安装底座1上活动安装有水平移动模块2,所述水平移动模块2的竖直端活动安装有垂直转动模块3,所述水平移动模块2对应竖着光线安装有一号反射镜4,所述垂直转动模块3上安装有二号反射镜5,所述二号反射镜5靠近光线出射端的一侧安装有出射圆窗片6,所述出射圆窗片6上镀有疏水光学薄膜。

优选的,所述一号反射镜4与入射光线呈45°夹角。

优选的,所述一号反射镜4与二号反射镜5的最高点与最低点分别位于同一水平线上,所述一号反射镜4与二号反射镜5连线的夹角大于45°,小于135°。

优选的,所述一号反射镜4的纵向投影没有覆盖二号反射镜5。

优选的,所述出射圆窗片6与入射光线呈非90°放置。

优选的,所述水平移动模块2通过电机转动带动齿轮安装在安装底座1上方,所述垂直转动模块3通过电机转动带动齿轮安装在水平移动模块2上。

优选的,所述安装底座1安装于固定站点或车顶。

本实用新型的有益效果:

(1)在出射圆窗片表面镀疏水光学薄膜,可以防止雨滴或凝露散落在圆窗片表面;

(2)出射圆窗片倾斜安装有利于雨滴和凝露从玻璃表面排开,从而彻底解决雨滴或凝露影响振镜圆窗片透过率问题;

(3)不增加任何附件造成振镜体积和重量的增加,有利于振镜装配维护,成本较低。

附图说明

图1为本实用新型的结构图;

图中,

1、安装底座;2、水平移动模块;3、垂直转动模块;4、一号反射镜;5、二号反射镜;6、出射圆窗片。

具体实施方式

如图1所示可知,本专利申请所提供的扫描振镜安装于激光雷达的上方,安装于激光雷达的出射光方向上,与激光雷达配合使用,扫描振镜包括:安装底座1,所述安装底座1上活动安装有水平移动模块2,所述水平移动模块2的竖直端活动安装有垂直转动模块3,所述水平移动模块2对应竖着光线安装有一号反射镜4,所述垂直转动模块3上安装有二号反射镜5,所述二号反射镜5靠近光线出射端的一侧安装有出射圆窗片6,所述出射圆窗片6上镀有疏水光学薄膜。

在使用中,出射圆窗片镀有特殊疏水膜,防止阴雨天气水珠残留在出射圆窗片影响接收光的透过,同时防止内外温差较大时镜片表面凝结雨滴或凝露;不会增加任何附件造成振镜体积和重量的增加,有利于振镜装配维护,成本较低。

在本实施中优选的,所述一号反射镜4与入射光线呈45°夹角。

在本实施中优选的,所述一号反射镜4与二号反射镜5的最高点与最低点分别位于同一水平线上,所述一号反射镜4与二号反射镜5连线的夹角大于45°,小于135°。

在本实施中优选的,所述一号反射镜4的纵向投影没有覆盖二号反射镜5。

在本实施中优选的,所述出射圆窗片6与入射光线呈非90°放置。

在本实施中优选的,所述安装底座1安装于固定站点或车顶。

此种设置,将出射圆窗片6保持一定倾斜角,倾斜安装更有利于雨滴和凝露从玻璃表面排开,从而彻底解决雨滴或凝露影响振镜圆窗片透过率问题。

在本实施中优选的,所述水平移动模块2通过电机转动带动齿轮安装在安装底座1上方,所述垂直转动模块3通过电机转动带动齿轮安装在水平移动模块2上;一方面通过同时设置水平移动模块2和垂直转动模块3,可以控制一号反射镜4与二号反射镜5的旋转角度,实现实现激光雷达的扫描,旋转角度可达360°,另一方面通过电机转动带动齿轮转动来实现周期性运动,提高检测精度。

在使用中,现在通过在玻璃圆窗片上镀上光学疏水膜,该疏水膜具有斥水性,可以使水滴凝聚在玻璃表面形成圆形的小水珠,若圆窗片倾斜放置,即圆窗片与出光方向呈非垂直状态安装,圆形小水珠会自动滚落至边缘,不再影响圆窗片的透光性。

上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效,而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本专利请的权利要求所涵盖。

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