[發明專利]一種用于激光雷達的自標定幾何因子的裝置及方法

有效

• 申請號: 201611064924.3
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106646429B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 王玉詔;鄭永超;楊居奎;陶宇亮;高龍;趙文峰;尚衛東;沈振民;羅萍萍;榮微
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

1.一種用于激光雷達的自標定幾何因子的裝置，其特征在于：該裝置包括激光器、主波脈沖發生器、次接收鏡罩、次接收鏡、導光光纖、主接收鏡罩、主接收鏡、折轉鏡、紅綠二色向分光鏡、1064nm窄帶濾光片、APD探測器、藍綠二色向分光鏡、偏振分束棱鏡、第一532nm窄帶濾光片、第一PMT探測器、355nm窄帶濾光片、第二532nm窄帶濾光片、第二PMT探測器、第三PMT探測器和綜合采集系統；

激光器發射1064nm、532nm和355nm三個波長的激光脈沖直接進入大氣，激光器的玻璃表面反射一部分激光脈沖通過光纖導入到主波脈沖發生器中；主波脈沖發生器中的光電轉換單元將主波脈沖發生器接收到的激光脈沖轉換并整形為矩形電脈沖，矩形電脈沖作為采集觸發信號通過電纜輸出到綜合采集系統；

由大氣散射的包含1064nm、532nm和355nm三個波長的后向散射光由主接收鏡接收，主接收鏡對接收到的后向散射光進行聚焦并準直后生成平行光傳輸到紅綠二色向分光鏡上；

由大氣散射的包含1064nm、532nm和355nm三個波長的后向散射光由次接收鏡接收，次接收鏡對接收到的后向散射光進行聚焦并通過光纖傳輸并準直成平行光到達折轉鏡上，折轉鏡將接收到平行光反射到紅綠二色向分光鏡上；

1064nm波長的光在紅綠二色向分光鏡上進行反射，532nm波長的光和355nm波長的光在紅綠二色向分光鏡上進行透射；

紅綠二色向分光鏡將接收到的平行光中的1064nm波長的光反射到1064nm窄帶濾光片上，1064nm波長的光透過1064nm窄帶濾光片后到達APD探測器上，APD探測器對接收到的1064nm波長的光信號進行光電轉換為電信號，電信號通過電纜傳輸給綜合采集系統，綜合采集系統在矩形電脈沖的觸發下對接收到的電信號進行采集；

532nm波長的光和355nm波長的光透過紅綠二色向分光鏡后到達藍綠二色向分光鏡，532nm波長的光在藍綠二色向分光鏡上進行反射，355nm波長的光在藍綠二色向分光鏡上進行透射；

藍綠二色向分光鏡將接收到的532nm波長的光反射到偏振分束棱鏡上，其中532nm波長的光中的P光透過偏振分束棱鏡到達第一532nm窄帶濾光片上，532nm波長的光中的P光再透過第一532nm窄帶濾光片到達第一PMT探測器上，第一PMT探測器對接收到532nm波長的光中的P光進行光電轉換為電信號，電信號通過電纜傳輸給綜合采集系統，綜合采集系統在矩形電脈沖的觸發下對接收到的電信號進行采集；

532nm波長的光中的S光通過偏振分束棱鏡反射后到達第二532nm窄帶濾光片上，532nm波長的光中的S光再透過第二532nm窄帶濾光片后到達第三PMT探測器，第三PMT探測器對接收到的532nm波長的光中的S光進行光電轉換為電信號，電信號通過電纜傳輸給綜合采集系統，綜合采集系統在矩形電脈沖的觸發下對接收到的電信號進行采集；

355nm波長的光透過藍綠二色向分光鏡后到達355nm窄帶濾光片上，355nm波長的光再透過355nm窄帶濾光片后達到第二PMT探測器，第二PMT探測器對接收到的355nm波長的光進行光電轉換為電信號，電信號通過電纜傳輸給綜合采集系統，綜合采集系統在矩形電脈沖的觸發下對接收到的電信號進行采集。

2.根據權利要求1所述的一種用于激光雷達的自標定幾何因子的裝置，其特征在于：綜合采集系統經接收到的所有電信號通過數據線傳輸給計算機，計算機對接收到的電信號進行數據處理后得到幾何因子。

3.根據權利要求1或2所述的一種用于激光雷達的自標定幾何因子的裝置，其特征在于：所述激光器為355nm、532nm、1064nm波長的全固態激光器；

所述主波脈沖發生器為監測激光發射脈沖的光電二極管及脈沖生成電路；

所述次接收鏡罩用于對次接收鏡進行光線的遮擋；

所述次接收鏡為任意用于光譜信息接收的接收望遠鏡；

所述導光光纖為多模光纖，在光纖出射端耦合一個準直鏡頭；

所述主接收鏡罩用于對主接收鏡(7)進行光線的遮擋；

所述主接收鏡為任意用于光譜信息接收的接收望遠鏡；

所述折轉鏡為高反射率平面鏡。