[發(fā)明專(zhuān)利]一種自由曲面反射式激光雷達(dá)的光學(xué)反射與接收系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711477325.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108132463A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮坤亮;劉源;徐躍明;嚴(yán)波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥嘉東光學(xué)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/481
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/481
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發(fā)明公開(kāi)了一種自由曲面反射式激光雷達(dá)的光學(xué)反射與接收系統(tǒng)，包括有第一平面反射鏡、第二自由曲面反射鏡、濾光片、傳感器、準(zhǔn)直激光光源，所述第二自由曲面反射鏡的中心位置處上設(shè)置有自由曲面鏡中心孔，減少自由曲面反射鏡的開(kāi)口損失，接收回波激光只需通過(guò)平面反射鏡和自由曲面反射鏡反射即可匯聚到傳感器上，不用經(jīng)過(guò)透鏡，則可以減少接收損失，有利于大規(guī)模生產(chǎn)，批量生產(chǎn)時(shí)價(jià)格低廉，提高了激光雷達(dá)接收效率，減少了激光雷達(dá)的光學(xué)系統(tǒng)零件數(shù)，減少累計(jì)公差項(xiàng)，可以矯正非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)窗口帶來(lái)的像差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種自由曲面反射式激光雷達(dá)的光學(xué)反射與接收系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前單線式激光雷達(dá)，其光學(xué)發(fā)射和接收系統(tǒng)主要有兩塊平面反射鏡加兩個(gè)準(zhǔn)直透鏡(組)構(gòu)成，兩準(zhǔn)直透鏡(組)分別用于LD光源的準(zhǔn)直和激光回波的準(zhǔn)直。如專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN105652261A，其存在問(wèn)題是：其一，用于接收的準(zhǔn)直透鏡(組)會(huì)反射，吸收部分雷達(dá)的回波能量，增加系統(tǒng)損失；其二，準(zhǔn)直透鏡(組)的安裝需要對(duì)準(zhǔn)光軸，增加調(diào)試難度。

又如專(zhuān)利CN206546432U，雖然減少了一塊平面反射鏡，并將LD光源的準(zhǔn)直透鏡(組)和激光回波的準(zhǔn)直準(zhǔn)直透鏡(組)合并，但帶來(lái)的問(wèn)題是：其一，因?yàn)樾枰诮邮胀哥R上開(kāi)孔裝LD準(zhǔn)直鏡，其加工難度增加了很多；其二，將LD準(zhǔn)直模組植入接收透鏡，其結(jié)構(gòu)限制遮擋了更多光線進(jìn)入，同樣會(huì)造成更多能量損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自由曲面反射式激光雷達(dá)的光學(xué)反射與接收系統(tǒng)，用以解決上述背景技術(shù)提出的，用于接收的準(zhǔn)直透鏡(組)會(huì)反射，吸收部分雷達(dá)的回波能量，增加系統(tǒng)損失，準(zhǔn)直透鏡(組)的安裝需要對(duì)準(zhǔn)光軸，增加調(diào)試難度，由于需要在接收透鏡上開(kāi)孔裝LD準(zhǔn)直鏡，其加工難度增加了很多，將LD準(zhǔn)直模組植入接收透鏡，其結(jié)構(gòu)限制遮擋了更多光線進(jìn)入，同樣會(huì)造成更多能量損失的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種自由曲面反射式激光雷達(dá)的光學(xué)反射與接收系統(tǒng)，包括有第一平面反射鏡1、第二自由曲面反射鏡2、濾光片3、傳感器4、準(zhǔn)直激光光源6，所述第二自由曲面反射鏡2的中心位置處上設(shè)置有自由曲面鏡中心孔5。優(yōu)選的，所述第二自由曲面反射鏡(2)由多項(xiàng)式計(jì)算得出，其計(jì)算公式為：

其實(shí)例參數(shù)如下：

R＝76.18812408，K＝5.99772876，X1Y0＝5.51556E-4，X0Y1＝-1.23322E-1，X2Y0＝6.3467717E-3，X1Y1＝-8.162756E-6

X0Y2＝1.588818E-3，X3Y0＝9.894914E-8，X2Y1＝-1.895533E-4，X1Y2＝1.74651165E-7，X0Y3＝-1.2094745E-4

X4Y0＝-9.4491515E-7，X3Y1＝-2.105428E-9，X2Y2＝-1.1249721E-7。

優(yōu)選的，所述第二自由曲面反射鏡(2)的制作流程為：

A、首先，由超精密加工車(chē)床進(jìn)行模具加工，用電動(dòng)注塑機(jī)生產(chǎn)樣件。

B、再進(jìn)行真空蒸鍍，形成需要的反射特性。

C、進(jìn)行篩選(由于對(duì)于激光的窄波段來(lái)說(shuō)，只需要鍍很少的膜層數(shù)即可達(dá)到需要的反射效果)。

D、進(jìn)行組裝成一種自由曲面反射式激光雷達(dá)的光學(xué)反射與接收系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述自由曲面鏡中心孔5的孔徑小于市售自由曲面反射式激光雷達(dá)的光學(xué)反射與接收系統(tǒng)中雷達(dá)的孔徑。