[發(fā)明專利]一種激光雷達(dá)自動(dòng)采集和防護(hù)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410146959.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN103901436A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范廣強(qiáng);劉文清;劉建國;路亦懷;張?zhí)焓?/a>;劉洋;付毅賓;董云升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01S17/02
• 分類號(hào): G01S17/02;G01S7/48
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 成金玉;孟卜娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境科學(xué)、激光雷達(dá)領(lǐng)域，具體為一種激光雷達(dá)自動(dòng)采集和防護(hù)的方法。?

背景技術(shù)

激光雷達(dá)使用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測(cè)技術(shù)手段，是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測(cè)技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)探測(cè)方式，由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理等部分組成。激光雷達(dá)具有高時(shí)間分辨率、高空間分辨率、高探測(cè)精度、能夠高空探測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為大氣污染探測(cè)的有力探測(cè)手段，在灰霾污染監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著重要作用。?

激光雷達(dá)自動(dòng)采集是激光雷達(dá)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的關(guān)鍵一環(huán)，并且在激光雷達(dá)的實(shí)際應(yīng)用中已基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化采集和運(yùn)行，但是仍欠缺激光雷達(dá)自動(dòng)防護(hù)的措施。比如，如果在激光器出光的時(shí)候突然斷電，激光器電源可能由于過大電流沖擊而造成損壞，這一情況在外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種激光雷達(dá)自動(dòng)采集和防護(hù)的方法，以解決激光雷達(dá)的自動(dòng)防護(hù)問題，尤其是突然斷電的情況下，避免激光器電源免受過大電流的沖擊而造成的損壞，激光雷達(dá)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)生成故障日志，為維護(hù)人員提供數(shù)據(jù)支撐。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：1、一種激光雷達(dá)自動(dòng)采集和防護(hù)的方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)步驟如下：?

（1）首先配備UPS電源的激光雷達(dá)系統(tǒng)，所述配備UPS電源的激光雷達(dá)系統(tǒng)包括以下裝置：UPS電源、主控計(jì)算機(jī)、激光電源、激光器、擴(kuò)束鏡、直角反射棱鏡、天窗玻璃、45°反射鏡、接收光學(xué)系統(tǒng)、后繼光學(xué)系統(tǒng)、光電倍增管A、光電倍增管B、光電倍增管C、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述配備UPS電源的激光雷達(dá)系統(tǒng)安裝在一個(gè)封閉式箱體內(nèi)；?

（2）在主控計(jì)算機(jī)中運(yùn)行系統(tǒng)采集和自動(dòng)防護(hù)模塊，系統(tǒng)采集和自動(dòng)防護(hù)模塊設(shè)置為三個(gè)線程，線程1完成激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集，線程2完成基于UPS電源的系統(tǒng)自動(dòng)防護(hù)，線程3完成數(shù)據(jù)繪圖和人機(jī)交互；實(shí)現(xiàn)步驟如下：?

（3）將配備UPS電源的激光雷達(dá)系統(tǒng)接入220v外接電源，在220v外接電源輸入正常?時(shí)，UPS電源自動(dòng)完成充電并初始化，所述UPS電源采用在線式架構(gòu)、正弦波輸出，所選用的UPS電源可以解決市電高壓、市電低壓、電壓瞬態(tài)跌落、電壓波動(dòng)、浪涌電壓電源問題，在斷電情況下，能維持5～10分鐘的正常輸出，提供RS-232串口，通過S-232串口對(duì)UPS電源控制；UPS初始化完成后自動(dòng)為主控計(jì)算機(jī)供電，主控計(jì)算機(jī)開啟并完成工作配置參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)采集和自動(dòng)防護(hù)模塊，線程1，線程2，線程3啟動(dòng)；?

（4）線程1首先完成采集初始化，所述采集初始化完成對(duì)數(shù)據(jù)過濾器、配備UPS電源的激光雷達(dá)放置的地點(diǎn)、高度、經(jīng)緯度、水平角、俯仰角、采樣脈沖數(shù)、激光器頻率等信息的記錄，同時(shí)完成光電倍增管A、光電倍增管B、光電倍增管C高壓、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣長度、采集空間分辨率、采樣最大電壓的設(shè)置；線程1在完成采集初始化后，判斷激光器水溫、倍頻晶體溫度是否達(dá)標(biāo)，若沒有達(dá)標(biāo)，則激光電源加熱或制冷，直到激光器水溫、倍頻晶體溫度達(dá)標(biāo)為止；激光器水溫、倍頻晶體溫度達(dá)標(biāo)后，主控計(jì)算機(jī)通過串口發(fā)送激光器出光命令，判斷激光器是否出光，若激光器沒有響應(yīng)串口命令出光，則說明激光器發(fā)生故障，這時(shí)自動(dòng)生成故障日志，為后期維護(hù)人員提供數(shù)據(jù)支持，完成故障日志的記錄后，關(guān)閉激光器、激光器關(guān)閉后，關(guān)閉主控計(jì)算機(jī)，若激光器響應(yīng)串口命令出光，主控計(jì)算機(jī)發(fā)送工作命令傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)響應(yīng)命令開始工作，并同時(shí)開始激光脈沖數(shù)的計(jì)數(shù)，判斷累加脈沖數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)脈沖數(shù)，若累加脈沖數(shù)沒有達(dá)到預(yù)設(shè)脈沖數(shù)，則數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)繼續(xù)采集，并且激光脈沖數(shù)繼續(xù)累加，直到累加脈沖數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)脈沖數(shù)為止，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)停止工作，激光脈沖數(shù)停止累加計(jì)數(shù)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)停止工作后，關(guān)閉激光器；判斷等待時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間，若等待時(shí)間沒有達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間，繼續(xù)計(jì)數(shù)等待時(shí)間，直到等待時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間為止；等待時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后，主控計(jì)算機(jī)重新通過串口發(fā)送激光器出光命令，從而開始另一個(gè)采集循環(huán)過程。?

（5）線程2完成基于UPS電源的系統(tǒng)自動(dòng)防護(hù)，主控計(jì)算機(jī)通過UPS電源不間斷監(jiān)測(cè)外接電源的輸入狀態(tài)，若外接電源的輸入狀態(tài)正常，則線程1正常運(yùn)行；若外接電源的輸入狀態(tài)出現(xiàn)異常，為了防備外接電源的輸入狀態(tài)只是短暫的異常，或者只是外接電源的電壓波動(dòng)造成的，因此，在檢查發(fā)現(xiàn)外接電源狀態(tài)異常的情況下，等待1～2分鐘后再次檢查外接電源狀態(tài)是否正常，若外接電源輸入狀態(tài)正常，則線程1仍正常工作，若外接電源輸入狀態(tài)仍然異常，則關(guān)閉激光器，并預(yù)設(shè)3-5分鐘后關(guān)閉UPS電源，在關(guān)閉激光器后，關(guān)閉主控計(jì)算機(jī)，UPS電源會(huì)在3-5分鐘后關(guān)閉；?