[實用新型]一種三波段機載激光雷達系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821749349.5
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN209311685U
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 陳虹;謝永軍;毛祥龍;宋海軍;徐崧博;栗星;徐志晨;任尚杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481;G01S7/483;G01S7/484
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種三波段機載激光雷達系統(tǒng)，其特征在于：包括激光光源、發(fā)射系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、接收光路系統(tǒng)、激光探測系統(tǒng)以及計時系統(tǒng)；

激光光源同步發(fā)射出不同波長的三束激光脈沖，并同時向所述計時系統(tǒng)發(fā)送一個初始觸發(fā)信號，計時系統(tǒng)開始計時；

三束激光脈沖經(jīng)過所述發(fā)射系統(tǒng)擴束準直后進入所述掃描系統(tǒng)；

掃描系統(tǒng)控制激光脈沖對待測目標表面進行掃描，激光脈沖經(jīng)過待測目標表面反射后回到所述掃描系統(tǒng)，所述掃描系統(tǒng)將回波光信號反射至所述接收光路系統(tǒng)；

所述接收光路系統(tǒng)收集目標反射的回波光信號，再將回波光信號反射至激光探測系統(tǒng)；

激光探測系統(tǒng)接收回波光信號，并將回波光信號轉化為光電流信號輸出；

所述計時系統(tǒng)接收所述光電流信號后結束計時，從而得到待測目標表面到掃描系統(tǒng)的距離信息。

2.根據(jù)權利要求1所述的三波段機載激光雷達系統(tǒng)，其特征在于：激光光源包括激光器控制器以及第一光纖激光器、第二光纖激光器、第三光纖激光器；

所述激光器控制器同步控制三個光纖激光器出光并同步發(fā)送初始觸發(fā)信號至計時系統(tǒng)；

所述第一光纖激光器的波長為532nm；所述第二光纖激光器的波長為1064nm；所述第三光纖激光器的波長為1550nm。

3.根據(jù)權利要求2所述的三波段機載激光雷達系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)射系統(tǒng)包括同光軸設置的第一擴束準直透鏡組、第二擴束準直透鏡組以及第三擴束準直透鏡組；

所述第一擴束準直透鏡組對所述第一光纖激光器輸出的光束進行擴束準直；所述第二擴束準直透鏡組對所述第二光纖激光器輸出的光束進行擴束準直；所述第三擴束準直透鏡組對所述第三光纖激光器輸出的光束進行擴束準直。

4.根據(jù)權利要求3所述的三波段機載激光雷達系統(tǒng)，其特征在于：所述掃描系統(tǒng)包括第一反射鏡、第二反射鏡、擺鏡和與擺鏡控制器；

所述第一反射鏡的鏡面與所述發(fā)射系統(tǒng)的光軸成45°角，且所述發(fā)射系統(tǒng)的光軸通過所述第一反射鏡的中心；所述第二反射鏡和所述第一反射鏡的鏡面平行；所述擺鏡與所述第二反射鏡的鏡面、所述第一反射鏡的鏡面均平行，并且均與發(fā)射系統(tǒng)、接收光路系統(tǒng)的光軸成45°角；

所述擺鏡控制器與擺鏡連接，控制擺鏡以光軸為中心一個維度轉動。

5.根據(jù)權利要求4所述的三波段機載激光雷達系統(tǒng)，其特征在于：所述接收光路系統(tǒng)包括接收反射主鏡和接收反射次鏡；所述接收反射主鏡的中心開設有一個通光口；

所述掃描系統(tǒng)將待測目標表面反射的回波光信號反射到接收反射主鏡，所述接收反射主鏡再將回波光信號反射匯聚至所述接收反射次鏡，接收反射次鏡對回波光信號進行二次反射，并使回波光信號匯聚后穿過所述通光口后被激光探測系統(tǒng)接收。

6.根據(jù)權利要求5所述的三波段機載激光雷達系統(tǒng)，其特征在于：所述接收反射主鏡和接收反射次鏡均為曼金反射鏡，反射波段涵蓋532nm、1064nm和1550nm。

7.根據(jù)權利要求6所述的三波段機載激光雷達系統(tǒng)，其特征在于：所述激光探測系統(tǒng)包括第一分光鏡、第二分光鏡、第一光電探測器、第二光電探測器以及第三光電探測器；

所述第一分光鏡和所述第二分光鏡均與所述接收光路系統(tǒng)的光軸成45°角；所述第一分光鏡將回波光信號中波長為532nm的信號光以第一分量反射到所述第一光電探測器，并將其余回波光信號透射到所述第二分光鏡；

所述第二分光鏡將回波光信號中波長為1064nm的信號光以第二分量反射到所述第二光電探測器，并將回波光信號中波長為1550nm的信號光以第三分量透射到所述第三光電探測器。

8.根據(jù)權利要求7所述的三波段機載激光雷達系統(tǒng)，其特征在于：所述計時系統(tǒng)包括觸發(fā)電路和計時電路，所述激光光源發(fā)射激光脈沖的同時發(fā)送一個初始觸發(fā)信號到所述觸發(fā)電路，觸發(fā)電路觸發(fā)所述計時電路開始計時；

所述觸發(fā)電路接收到所述激光探測系統(tǒng)的光電流信號后觸發(fā)所述計時電路停止計時；計時電路輸出開始計時時刻和結束計時時刻的時間差。