[發明專利]一種基于同軸雙通道數據采集的全波形激光雷達系統

有效

• 申請號: 201310610608.1
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103576134A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 李小路;徐立軍;李端;孔德明;馬蓮
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/483
• 分類號: G01S7/483;G01S7/487
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明公開了一種基于同軸雙通道數據采集的全波形激光雷達系統，其特征在于，所述激光雷達系統包括脈沖激光器，激光發射與接收單元，數據采集單元，控制單元和軟件單元，所述激光發射與接收單元由分束鏡和同軸模塊組成，所述數據采集單元由發射激光探測器、接收激光探測器、高速雙通道數據采集卡和采集卡控制模塊組成，所述控制單元由主控計算機和激光器控制單元組成，所述脈沖激光器接收來自激光器控制單元的激光器控制信號，發出一定頻率和脈沖寬度的激光脈沖，為了實現發射激光脈沖和接收激光脈沖波形的完整存儲，并消除脈沖激光器的發射延時，所述激光脈沖經激光發射與接收單元中的分束鏡分成3束，第1束激光脈沖經激光發射與接收單元中的同軸模塊出射照向目標，激光脈沖經目標散射后，被激光發射與接收單元中的同軸模塊聚焦到數據采集單元中的接收激光探測器，接收激光探測器將接收到的光信號轉換為電信號，從而被數據采集單元中的高速雙通道數據采集卡采集，借助于高速的數據采樣，接收激光脈沖的波形可以被完整采集，從而實現接收激光脈沖的全波形存儲；第2束激光脈沖入射到數據采集單元中的發射激光探測器，發射激光探測器將激光脈沖轉換為電信號，從而被數據采集單元中的高速雙通道數據采集卡采集，借助于高速的數據采樣，發射激光脈沖的波形可以被完整采集，從而實現發射激光脈沖的全波形存儲，由于脈沖激光器工作的不穩定性，導致所發射的激光脈沖具有不同的波形，同時存儲發射激光脈沖波形和接收激光脈沖波形，使得在后期的信號處理中，考慮到發射激光脈沖波形寬度和幅值的的差異性，得到更精確的測量結果，并可以根據發射激光脈沖波形和接收激光脈沖波形之間的差異，反演出目標的物理和幾何特性；第3束激光脈沖進入數據采集單元中的采集卡控制模塊用于產生采集卡控制信號，該信號用于設定數據讀取參考位置，用于主控計算機讀取高速雙通道數據采集卡中數據時的參考位置，借助于數據讀取參考位置可以實現發射激光脈沖波形的完整讀取，以及發射波形和接收波形時間坐標的一致；所述控制單元完成對脈沖激光器和數據采集單元中高速雙通道數據采集卡的控制，以及對高速雙通道數據采集卡中采集到的數據進行讀取、顯示、存儲和計算，并為軟件單元提供硬件平臺；所述軟件單元提供人機交互接口，完成數據采集單元和控制單元的配置，采集到的數據和數據處理結果的顯示；本發明專利可以實現激光雷達光路中發射激光脈沖光路與接收激光脈沖光路的完全同軸，同時可以實現發射激光脈沖和接收激光脈沖的全波形采集、顯示和按照設定格式存儲。