[發明專利]一種機載激光雷達激光發射指向擾動的補償裝置及方法

有效

• 申請號: 201110271745.8
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102426355A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 徐立軍;王建軍;李小路;張超曾
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48;G01S17/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種機載激光雷達激光發射指向擾動的補償裝置及方法，所述一種機載激光雷達激光發射指向擾動的補償裝置包括激光發射指向擾動補償機械裝置(2)和激光發射指向擾動補償控制裝置(3)；所述激光發射指向擾動補償機械裝置(2)，其特征在于包括二維轉動框架、掃描鏡和掃描鏡電機；所述二維轉動框架的x軸指向飛機飛行方向，y軸指向右機翼方向并垂直于x軸；所述掃描鏡的激光反射點在所述二維轉動框架的轉動中心處；所述激光發射指向擾動補償控制裝置(3)，其特征在于包括激光發射指向擾動補償控制器、滾動角擾動補償驅動裝置、俯仰角擾動補償驅動裝置；機載激光雷達系統中的激光測距系統(1)、所述激光發射指向擾動補償機械裝置(2)、所述激光發射指向擾動補償控制裝置(3)、POS系統(4)均固裝在機載平臺(5)上；所述一種機載激光雷達激光發射指向擾動的補償方法，其特征在于通過所述POS系統(4)獲得所述機載平臺(5)的實時姿態角擾動值，提供給所述激光發射指向擾動補償控制裝置(3)，對所述激光發射指向擾動補償機械裝置(2)進行隨動控制，使所述二維轉動框架的x軸和y軸框架分別反向旋轉滾動角和俯仰角擾動幅值的一半，補償機載平臺滾動角和俯仰角擾動的不利影響，保持激光發射束的指向始終與理想設計方向相同。

2.按照權利要求1所述的一種機載激光雷達激光發射指向擾動的補償裝置及方法，其特征在于所述激光發射指向擾動補償機械裝置(2)包括掃描鏡電機(21)、掃描鏡(22)、x軸光電軸角編碼器(23)、x軸旋轉電機(24)、y軸光電軸角編碼器(25)、y軸旋轉電機(26)、x軸框架(27)、y軸框架(28)、固定安裝框架(29)；所述掃描鏡電機(21)和所述掃描鏡(22)安裝在所述x軸框架(27)里；由所述x軸旋轉電機(24)和所述x軸光電軸角編碼器(23)實現所述x軸框架(27)的驅動和實際轉角測量，實現滾動角擾動補償；所述x軸旋轉電機(24)、所述x軸光電軸角編碼器(23)及所述x軸框架(27)均安裝在所述y軸框架(28)上；由所述y軸旋轉電機(26)和所述y軸光電軸角編碼器(25)實現所述y軸框架(28)的驅動和實際轉角測量，實現俯仰角擾動的補償；所述y軸旋轉電機(26)、所述y軸光電軸角編碼器(25)及所述y軸框架(28)均安裝在所述固定安裝框架(29)上；所述固定安裝框架(29)固裝在所述機載平臺(5)上；所述掃描鏡(22)的激光反射點位于二維轉動框架的轉動中心處。

3.按照權利要求1所述的一種機載激光雷達激光發射指向擾動的補償裝置及方法，其特征在于所述激光發射指向擾動補償控制裝置(3)包括激光發射指向擾動補償控制器(31)、滾動角擾動補償驅動裝置(32)、俯仰角擾動補償驅動裝置(33)。

4.按照權利要求1所述的一種機載激光雷達激光發射指向擾動的補償裝置及方法，其補償方法的特征在于由所述POS系統(4)測得所述機載平臺(5)的滾動角和俯仰角擾動，提供給所述激光發射指向擾動補償控制裝置(3)，控制所述激光發射指向擾動補償機械裝置(2)的所述x軸框架(27)和所述y軸框架(28)的轉角，進行隨動閉環控制，使所述x軸框架(27)和所述y軸框架(28)分別反向旋轉滾動角擾動和俯仰角擾動幅值的一半，使掃描鏡反射的激光束指向不受機載平臺滾動角擾動和俯仰角擾動的不利影響。

5.按照權利要求1、2、3所述的一種機載激光雷達激光發射指向擾動的補償裝置及方法，其特征在于本專利提出的裝置和方法可同時實現所述機載平臺(5)的滾動角擾動和俯仰角擾動對機載激光指向不利影響的實時高精度補償。