机载扫描激光测距系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种将光学系统与激光测距系统相融合的机载扫描激光测距仪，尤其涉及一种机载扫描激光测距系统，属于激光扫描领域。
【背景技术】
[0002]扫描机载激光雷达平台速度变化、姿态抖动、扫描镜振动以及载荷内部扫描机构的控制误差等引起的激光束指向误差将导致点云数据的坐标发生偏移，进而引起成像的严重畸变。针对平台非理想运动和随机振动进行误差溯源，建立机载激光雷达激光束指向误差动态模型，对高精度实时运动成像具有重要意义。
[0003]三维激光测量技术的出现和发展，为空间三维信息的获取与空间信息数字化发展提供了全新的技术手段。随着相关技术的发展和应用需求的推动，激光雷达测量技术也逐步由点到点的激光测距装置发展到采用非接触主动测量方式，快速获取物体表面大量采样点三维空间坐标的激光扫描测量技术。
[0004]目前国外对激光测距系统研究较为深入，但是国内的激光测距仪器一般都只注重于硬件设备的精度，在算法上也有一定的研究，但是如何进一步提高精度和稳定性，没有结合光学技术进一步互补优势。
【实用新型内容】
[0005]为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。
[0006]本实用新型提供了一种机载扫描激光测距系统，激光测距系统包括激光器、采样器、计数器、探测器、主镜、棱镜、扫描棱镜、扫描电机和编码器，在所述激光器和采样器之间设置有转折镜，激光器发出的光束经过转折镜后一路经过棱镜到达目标，另一路经过采样器和计数器后到达探测器，目标发射回的光束经过扫描棱镜后进经过主镜反射后经过次镜后到达探测器。
[0007]优选的，上述采样器为主波采样器。
[0008]优选的，上述计数器为距离计数器。
[0009]优选的，上述探测器为回波探测器。
[0010]本实用新型提供的机载扫描激光测距系统在传统的激光测距仪中加入了光学棱镜、聚光镜，通过光学系统的调节，提高了测距系统的精度和系统的稳定性，在高速运动的情况下保证了测距的各项性能。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型结构示意图。
[0012]附图标记:1_激光器；2_转折镜；3_采样器；4_计数器；5_探测器；6-主镜；7-次镜；8_棱镜；9_扫描棱镜；10_扫描电机；11_编码器。
【具体实施方式】
[0013]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0014]由于机载平台的高速运动,激光束经扫描镜反射后的出射光束方向与设计方向存在偏差，即产生激光束指向误差。激光束指向误差的来源很多，包括激光束发散与脉冲展宽、光机电扫描系统误差、大气湍流和扰动等。对不同原因进行分析，并对它们的影响进行研究，是建立运动状态下复杂高阶多模机载激光雷达系统误差及随机误差模型的基础。
[0015]本实用新型提供的激光测距系统组成如图1所示，包括激光器1、采样器3、计数器4、探测器5、主镜6、棱镜8、扫描棱镜9、扫描电机10和编码器11,在所述激光器I和米样器3之间设置有转折镜2，激光器I发出的光束经过转折镜2后一路经过棱镜8到达目标，另一路经过采样器3和计数器4后到达探测器5，目标发射回的光束经过扫描棱镜9后进经过主镜6反射后经过次镜7后到达探测器5。编码器11与扫描电机10连接，扫描电机10驱动扫描棱镜9。其中，主镜6为凹面聚光镜,次镜7为凸面镜,棱镜8为直角棱镜,米样器3为主波采样器，计数器4为距离计数器，探测器5为回波探测器。
[0016]扫描棱镜在扫描电机的带动下旋转，与此同时，编码器也随着扫描棱镜同步转动而同步触发脉冲发送到激光器控制器和激光探测等电子学系统中。当扫描棱镜朝向天底方向某一个视场范围内时，激光器在控制器的触发下输出激光脉冲，探测电路由同步脉冲控制而达到一定工作状态。发射激光束首先经过转折镜到达棱镜，再经过扫描棱镜到达地面目标，然后地面目标的后向散射回波通过扫描棱镜到达接收望远镜主镜，最后望远镜次镜把光束汇聚到回波探测器上得到地面目标的回波脉冲信号。转折镜的作用是让发射激光束的大多数能量反射到棱镜上，而让极数能量透射到主波采样探测器上，以获得发射激光的主波脉冲。发射激光主波脉冲与地面目标回波脉冲都被距离计数器接收，从而实现了机载扫描激光测距。
[0017]本实用新型提供的机载扫描激光测距系统在传统的激光测距仪中加入了光学棱镜、聚光镜，通过光学系统的调节，提高了测距系统的精度和系统的稳定性，在高速运动的情况下保证了测距的各项性能。
[0018]以上所述之【具体实施方式】为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本【具体实施方式】，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种机载扫描激光测距系统，其特征在于:所述激光测距系统包括激光器(I)、采样器(3)、计数器(4)、探测器(5)、主镜(6)、棱镜(8)、扫描棱镜(9)、扫描电机(10)和编码器(11)，在所述激光器(I)和采样器(3)之间设置有转折镜(2)，激光器(I)发出的光束经过转折镜(2)后一路经过棱镜(8)到达目标，另一路经过采样器(3)和计数器(4)后到达探测器(5)，目标发射回的光束经过扫描棱镜(9)后进经过主镜(6)反射后经过次镜(7)后到达探测器(5)。
2.根据权利要求1所述的机载扫描激光测距系统，其特征在于:所述采样器(3)为主波米样器。
3.根据权利要求2所述的机载扫描激光测距系统，其特征在于:所述计数器(4)为距离计数器。
4.根据权利要求1所述的机载扫描激光测距系统，其特征在于:所述探测器(5)为回波探测器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种机载扫描激光测距系统，激光测距系统包括激光器(1)、采样器(3)、计数器(4)、探测器(5)、主镜(6)、棱镜(8)、扫描棱镜(9)、扫描电机(10)和编码器(11)，在所述激光器(1)和采样器(3)之间设置有转折镜(2)，激光器(1)发出的光束经过转折镜(2)后一路经过棱镜(8)到达目标，另一路经过采样器(3)和计数器(4)后到达探测器(5)，目标发射回的光束经过扫描棱镜(9)后进经过主镜(6)反射后经过次镜(7)后到达探测器(5)。本实用新型提供的机载扫描激光测距系统在传统的激光测距仪中加入了光学棱镜、聚光镜，通过光学系统的调节，提高了测距系统的精度和系统的稳定性，在高速运动的情况下保证了测距的各项性能。
【IPC分类】G01S17-08
【公开号】CN204269826
【申请号】CN201420347013
【发明人】励春亚
【申请人】象山星旗电器科技有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年6月21日