一种气溶胶激光雷达标准输出装置的制作方法

本实用新型涉及雷达技术领域，特别是涉及一种气溶胶激光雷达标准输出装置。

背景技术：

气溶胶激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、强度等特征量的雷达系统。激光雷达在工作时会受到天气和大气的影响，但是现有激光雷达均是基于设定的环境参数进行观测后输出激光雷达的观测数据，没有监测雷达周围的环境数据，进而也就无法判断雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据。因此，现有的雷达检测装置存在无法判断雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种气溶胶激光雷达标准输出装置，检测气溶胶激光雷达周围的环境数据，解决了现有的雷达无法判断雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种气溶胶激光雷达标准输出装置，包括：激光雷达标准输出子装置、温湿度大气压记录仪和天空成像仪；

所述激光雷达标准输出子装置的雷达数据端与雷达系统的雷达终端的数据端通信连接；所述雷达系统包括：激光雷达和所述雷达终端；

所述激光雷达标准输出子装置的环境数据端分别与所述温湿度大气压记录仪、所述天空成像仪的数据端通信连接；

所述温湿度大气压记录仪用于检测激光雷达周围的温度、湿度和气压；

所述天空成像仪用于检测所述激光雷达上方天空的云量数据；

所述激光雷达标准输出子装置用于获取所述激光雷达的观测数据、所述温湿度大气压记录仪的检测数据和所述天空成像仪的检测数据，并存储，以及同步显示所述激光雷达的观测数据、所述温湿度大气压记录仪的检测数据和所述天空成像仪的检测数据；所述激光雷达标准输出子装置还用于将所述温湿度大气压记录仪的检测数据和所述天空成像仪的检测数据分别与预设阈值进行比较，判断所述激光雷达周围的环境是否影响所述激光雷达的观测数据。

可选的，所述激光雷达标准输出子装置包括：主机、数据交换分机、短信报警分机和电源；

所述主机的rj45接口分别与所述雷达终端的数据端、所述数据交换分机的rj45接口、所述短信报警分机的rj45接口通信连接；

所述数据交换分机的数据端分别与所述温湿度大气压记录仪、所述天空成像仪的数据端通信连接；所述数据交换分机用于获取所述温湿度大气压记录仪和所述天空成像仪的检测数据，并将所述检测数据传输至所述主机；

所述主机用于获取所述激光雷达的观测数据和所述检测数据并存储，以及同步显示所述观测数据和所述检测数据，将所述观测数据或所述检测数据与对应的预设报警阈值进行比较，若所述观测数据或所述检测数据大于对应的所述预设报警阈值，发送报警信号至所述短信报警分机；

所述短信报警分机用于接收所述报警信号并发送报警短信；

所述电源分别与所述主机、所述数据交换分机、所述短信报警分机的供电端电连接；所述电源用于供电。

可选的，所述温湿度大气压记录仪包括：温度传感器、湿度传感器和气压传感器；

所述温度传感器、所述湿度传感器和所述气压传感器的输出端均与所述数据交换分机的数据端通信连接；

所述温度传感器用于检测所述激光雷达周围的温度；

所述湿度传感器用于检测所述激光雷达周围的湿度；

所述气压传感器用于检测所述激光雷达周围的气压。

可选的，所述气溶胶激光雷达标准输出装置还通过rj45接口与所述激光雷达的不间断电源的数据端通信连接；

所述气溶胶激光雷达标准输出装置还用于获取所述激光雷达的电源数据。

可选的，所述气溶胶激光雷达标准输出装置还通过rj45接口与空调的控制端通信连接；

所述空调设置于所述激光雷达的机房中；所述空调用于调节所述机房内的温度和湿度；

所述气溶胶激光雷达标准输出装置还用于获取所述空调的运行数据。

可选的，所述气溶胶激光雷达标准输出装置还包括：空调遥控器，所述空调遥控器与所述主机的rj45接口通信连接；所述空调遥控器用于调节所述空调的温度。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型公开了一种气溶胶激光雷达标准输出装置；该气溶胶激光雷达标准输出装置包括：激光雷达标准输出子装置、温湿度大气压记录仪和天空成像仪；激光雷达标准输出子装置的雷达数据端与雷达终端的数据端通信连接；激光雷达标准输出子装置的环境数据端分别与温湿度大气压记录仪、天空成像仪的数据端通信连接；温湿度大气压记录仪用于检测激光雷达周围的温度、湿度和气压；天空成像仪用于检测激光雷达上方天空的云量数据；激光雷达标准输出子装置用于获取激光雷达的观测数据、温湿度大气压记录仪的检测数据和天空成像仪的检测数据，并存储，以及同步显示激光雷达的观测数据、温湿度大气压记录仪的检测数据和天空成像仪的检测数据；激光雷达标准输出子装置还用于将温湿度大气压记录仪的检测数据和天空成像仪的检测数据分别与预设阈值进行比较，判断激光雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据。本实用新型通过温湿度大气压记录仪检测激光雷达周围的温度、湿度和气压，通过天空成像仪检测激光雷达上方天空的天气现象数据，通过激光雷达标准输出子装置将温湿度大气压记录仪的检测数据和天空成像仪的检测数据分别与预设阈值进行比较，判断激光雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据，进而判断激光雷达观测数据的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的气溶胶激光雷达标准输出装置的结构图；

图2为本实用新型所提供的气溶胶激光雷达标准输出装置与雷达系统的通讯示意图；

图3为本实用新型所提供的激光雷达标准输出子装置的外部结构图；

图4为本实用新型所提供的激光雷达标准输出子装置的内部结构图。

其中，1、激光雷达标准输出子装置；2、温湿度大气压记录仪；3、天空成像仪；4、不间断电源；5、精密空调；6、普通民用空调；7、空调遥控器；8、气溶胶激光雷达标准输出装置；9、雷达系统；10、激光雷达；11、雷达终端；12、外壳；13、显示屏；14、散热孔；15、抽屉；16、主机；17、数据交换分机；18、短信报警分机；19、电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种检测激光雷达周围的环境数据，并判断雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例

本实用新型提供一种气溶胶激光雷达标准输出装置，图1为本实用新型所提供的气溶胶激光雷达标准输出装置的结构图。参见图1，该气溶胶激光雷达标准输出装置8包括：激光雷达标准输出子装置1、温湿度大气压记录仪2和天空成像仪3。

图2为本实用新型所提供的气溶胶激光雷达标准输出装置与雷达系统的通讯示意图，参见图2，激光雷达标准输出子装置1的雷达数据端与雷达系统9的雷达终端11的数据端通信连接。雷达系统9包括：激光雷达10和雷达终端11。激光雷达标准输出子装置1通过rj45接口和雷达终端11进行数据通信，实现激光雷达数据的获取，雷达终端根据接口应用层协议将激光雷达数据发送或共享给激光雷达标准输出子装置1。本实施例中激光雷达10优选气溶胶激光雷达，雷达终端11优选计算机，激光雷达10与雷达终端11通信连接，雷达终端与激光雷达标准输出子装置1通过rj45接口进行网络通讯连接。接口应用层协议包括tcp/ip协议和ftp文件传输协议。

激光雷达标准输出子装置1用于获取激光雷达的观测数据和激光雷达数据并进行存储和显示。激光雷达数据包括：雷达监测参数数据、产品数据、告警数据和痕迹数据。激光雷达数据的具体内容参见表1。

表1：激光雷达数据

激光的工作体制包括：米散射、米-拉曼、高光谱、对射式和连续波。雷达的系统状态包括：维护、标定、运行、待机和故障。雷达的扫描模式包括：定点扫描。告警表包括：编号、告警名称，状态参数报警和通讯是否中断。

雷达运行环境参数中的雷达外部环境工作温湿度和雷达外部气压值均由温湿度大气压记录仪检测获取。

激光雷达标准输出子装置的环境数据端分别与温湿度大气压记录仪2、天空成像仪3的数据端通信连接。

图4为本实用新型所提供的激光雷达标准输出子装置的内部结构图，参见图4，激光雷达标准输出子装置包括：主机16、数据交换分机17、短信报警分机18和电源19。

主机16的rj45接口分别与雷达终端的数据端、数据交换分机17的rj45接口、短信报警分机18的rj45接口通信连接。

主机16包括：cpu、内存条、硬盘、显卡、网络、扩展接口和操作系统。主机16部件的配置参数参见表2。

表2：主机部件的配置参数

数据交换分机17的数据端分别与温湿度大气压记录仪2、天空成像仪3的数据端通信连接，数据交换分机17通过rj45接口或usb接口分别与温湿度大气压记录仪2、天空成像仪3的数据端通信连接。数据交换分机17用于获取温湿度大气压记录仪和天空成像仪的检测数据，并将检测数据传输至主机；数据交换分机通过tcp/ip协议获取温湿度大气压记录仪和天空成像仪的检测数据，并将检测数据传输至主机。

数据交换分机17包括8个1000m的rj45接口，每个rj45接口均具备线速转发能力，接口自动翻转(automdi/mdix)功能。数据交换分机包括标准交换、vlan隔离和网络克隆三种工作模式，可以适应不同的网络环境。数据交换分机17的型号优选华三(h3c)minis8g-u。

主机16用于获取激光雷达的观测数据和检测数据并存储，以及同步显示观测数据和检测数据，将观测数据或检测数据与对应的预设报警阈值进行比较，若观测数据或检测数据大于对应的预设报警阈值，发送报警信号至短信报警分机。主机将报警信息发送至短信报警分机，报警信息包括产生报警的原因和时间。检测数据包括：温湿度大气压记录仪的检测数据和天空成像仪的检测数据。预设报警阈值包括：温度报警阈值、湿度报警阈值、气压报警阈值和云状报警阈值。

主机16还用于将检测数据分别与预设阈值进行比较，判断激光雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据。预设阈值包括：温度阈值、湿度阈值、气压阈值和云状阈值。主机16通过比较器分别将温湿度大气压记录仪检测的温度与温度阈值进行比较，将温湿度大气压记录仪检测的湿度与湿度阈值进行比较，将温湿度大气压记录仪检测的气压与气压阈值进行比较，将天空成像仪检测的全天空云状分布图形与云状阈值进行比较；判断温度是否大于温度阈值，湿度是否大于湿度阈值，气压是否大于气压阈值，全天空云状分布图形中云层所占面积是否大于云状阈值；根据判断结果判断激光雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据，若判断结果表示检测数据均大于预设阈值，则激光雷达周围的环境严重影响激光雷达的观测数据，若判断结果表示部分检测数据大于预设阈值，则激光雷达周围的环境影响激光雷达的观测数据，若判断结果表示检测数据均小于或等于预设阈值，则激光雷达周围的环境不影响激光雷达的观测数据。主机通过数据交换分机远程连接激光雷达，可以通过判断激光雷达周围的环境是否影响激光雷达的观测数据提高对观测数据的分析能力。

短信报警分机18用于接收报警信号和报警信息并发送报警短信。报警短信的内容包括报警信息。短信报警分机向雷达相关负责人发出报警信息提示警情。短信报警分机18优选gsm短信报警机，gsm短信报警机通过rs232转rj45接口与主机16连接，gsm短信报警机支持普通移动、联通或电信的sim卡，gsm短信报警机的工作频段为gsm850兆赫(mhz)、gsm900mhz、gsm1800mhz或gsm1900mhz，波特率为115200比特/秒(bps)，工作电压为直流电(directcurrent，dc)5伏(v)～34v。gsm短信报警机的型号优选slk-m200-g01。

电源19分别与主机16、数据交换分机17、短信报警分机18的供电端电连接；电源19用于供电。

图3为本实用新型所提供的激光雷达标准输出子装置的外部结构图，参见图3，激光雷达标准输出子装置还包括：外壳12、显示屏13、键盘、数据线及接头。外壳12设有散热孔14和抽屉15，抽屉15用于放置键盘，外壳12的外表面设有一层铝合金喷漆层，外壳12罩于主机16、数据交换分机17、短信报警分机18和电源19外。显示屏13采用触摸显示屏，优选16:9宽屏液晶显示器，可支持1920*1080分辨率。键盘采用无线触摸键盘，优选微软无线多媒体键盘。数据线及接头采用rj45网线及对应接头。显示屏和键盘均与主机16通信连接，显示屏用于显示观测数据和检测数据，键盘用于输入数据，输入的数据包括预设阈值和预设报警阈值。

温湿度大气压记录仪2用于实时检测激光雷达周围的温度、湿度和气压。

温湿度大气压记录仪2包括：温度传感器、湿度传感器和气压传感器。

温度传感器、湿度传感器和气压传感器的输出端均与数据交换分机17的数据端通信连接。

温度传感器用于检测激光雷达周围的温度。

湿度传感器用于检测激光雷达周围的湿度。

气压传感器用于检测激光雷达周围的气压。

温湿度大气压记录仪的技术参数参见表3。

表3：温湿度大气压记录仪的技术参数

温湿度大气压记录仪还用于将检测的温度、湿度和气压数据进行存储，并将存储记录的数据以数据库文件、txt、word或excel等office格式备份保存。

天空成像仪3用于实时检测激光雷达上方天空的云量数据。云量数据为全天空云状分布图形。天空成像仪3采用16位数字化扫描探测器，图像采集像素为200万～300万，分辨率最低为1280像素x960像素，通过usb2.0接口和20米线缆进行图像输出。天空成像仪内部还设置加热器，可以自动启动圆顶加热。天空成像仪的拍摄镜头为185°x185°鱼眼镜头或者185°x165°鱼眼镜头，具备经常曝光快照模式，图像下载时间30ms左右，有自动光圈选择功能，可以自动切换夜间工作模式。天空成像仪外壳的材质为全铝合金，天空成像仪外壳包括防水密封盒和连接器，天空成像仪的尺寸：直径为130mm，高度为270mm，工作环境适应温度区间为-35～+45℃。

气溶胶激光雷达标准输出装置8还通过rj45接口与激光雷达的不间断电源4(uninterruptiblepowersystem，ups)的数据端通信连接。气溶胶激光雷达标准输出装置还用于获取激光雷达的电源数据。电源数据包括：交流输入线电压、交流输出相电压、交流输出电流、直流输入电压、输出功率、开关状态和告警状态。开关状态包括：供电方式、电池自检中、均充/浮充、开机/关机、ups供电、发电机接入、输入开关状态、维修旁路开关状态、旁路开关状态、输出开关状态、并机系统供电状态和滤波器状态。告警状态包括：市电电压情况、整流器故障、逆变器故障、蓄电池情况和用户操作故障。

气溶胶激光雷达标准输出装置8还通过rj45接口与空调的控制端通信连接。

空调设置于激光雷达的机房中；空调用于调节机房内的温度和湿度。空调包括：精密空调5(precisionairconditioner，或恒温恒湿空调)和普通民用空调6。精密空调5是以电子设备需要的精密温度控制为设计理念，普通民用空调6是以房间内人员舒适性为设计理念。

气溶胶激光雷达标准输出装置还用于获取空调的运行数据。运行数据包括：运行状态和运行参数。运行状态包括空调开或关和空调当前的模式；运行参数包括模式、温度、风力和摆风；模式包括制冷、制热和除湿。

气溶胶激光雷达标准输出装置还包括：空调遥控器7，空调遥控器7与主机16的rj45接口通信连接；空调遥控器7用于调节空调的温度。空调遥控器7优选串口学习型红外遥控器，串口学习型红外遥控器可以学习普通家用空调遥控方式和控制内容，用于调节空调的运行数据，即调节空调开或关、模式、温度、风力和摆风。串口学习型红外遥控器的传输速率为10兆比特每秒(mbps)和100mbps。

本实用新型通过温湿度大气压记录仪检测激光雷达周围的温度、湿度和气压，通过天空成像仪检测激光雷达上方天空的天气现象数据，并将激光雷达的观测数据和与观测数据对应的检测数据进行同步展示，可以避免激光雷达周围的温度、湿度、气压和云层对观测数据影响，提高了激光雷达观测数据的准确性。本实用新型的激光雷达标准输出子装置对数据进行存储，方便查看历史数据；采用短信报警分机进行报警，提高雷达系统的安全性；对观测数据和检测数据进行显示，提高了观测数据的可视性。本实用新型的气溶胶激光雷达标准输出装置还获取雷达系统附属设备：不间断电源和空调的数据，对附属设备进行监控。

本实施例中主机所涉及的比较功能均采用比较器实现。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。