[實用新型]一種基于分割透鏡的激光雷達裝置及探測系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN209992667U
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 楊少辰;孫東松;彭建操;徐文靜;宋慶春;陶生金
• 申請（專利權）人: 大舜激光(黃山)科技有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/02
• 代理公司: 44500 深圳信科專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 吳軍

本實用新型提供一種基于分割透鏡的激光雷達裝置及探測系統(tǒng)，包括激光發(fā)射裝置、回波信號接收裝置、透鏡和擋板，激光發(fā)射裝置和回波信號接收裝置分別設置在擋板的兩側，擋板將透鏡分割成兩個半透鏡，其中一半透鏡作為激光發(fā)射裝置的發(fā)射透鏡，另一半透鏡作為回波信號接收裝置的接收透鏡。本實用新型采用分割的大口徑半透鏡設計，實現較高的信噪比；發(fā)射裝置和接收裝置較小的間隔，減小探測盲區(qū)；發(fā)射裝置和接收裝置的完全光學隔離，提高探測靈敏度；利用較少的光學校準元件實現光路的準直、聚焦；模塊化分體設計，整體耗能低,便攜且易于安裝和維護；緊湊的結構、小型化的外觀，且底座角度可調，用于不同方位的探測。

技術領域

本實用新型涉及激光雷達技術領域，特別涉及一種基于分割透鏡的激光雷達裝置及探測系統(tǒng)。

背景技術

目前，一般的離軸式激光雷達，發(fā)射裝置和接收裝置之間有較大的間隔，因而會產生較大的盲區(qū)，需要一定的距離來實現完全重疊；而一般的同軸式激光雷達，雖然可減小盲區(qū)，但發(fā)射裝置和接收裝置之間沒有進行完全的光學隔離，較易引起近場飽和現象，且受相關機械件帶來的遮攔影響，無法實現探測盲區(qū)的最小化和信噪比的最大化。

現有的激光雷達裝置發(fā)射端的激光器體積較大，成本較高且驅動系統(tǒng)較為復雜；接收裝置的望遠鏡口徑往往比發(fā)射裝置的口徑大幾倍；發(fā)射裝置和接收裝置需要一定數量的光學元件進行光路的擴束、準直，且發(fā)射端的激光器和接收端的探測器體積較大，發(fā)射端和接收端之間的間隔無法做得很小，導致整個光學系統(tǒng)體積較大，激光雷達設備看起來較為龐大笨重。

實用新型內容

本實用新型提供一種基于分割透鏡的激光雷達裝置及探測系統(tǒng)，通過將一片大口徑透鏡從中線分割成兩半分別作為發(fā)射裝置和接收裝置，可提高探測信噪比；發(fā)射端采用體積較小且成本較低的激光器，接收端采用光電探測器，可使發(fā)射裝置和接收裝置之間的間隔變小，從而有效減小探測盲區(qū)；同時利用擋板將收發(fā)光路完全隔離，可避免近場飽和現象；設備的整體體積和重量減小，便攜且降低了產品的整體成本；各部件模塊化設計，實現整體裝置的低功耗，并可準確獲得測量范圍內的云高、云量、氣溶膠分布等情況，改變了大氣探測激光雷達笨重且成本昂貴的現狀，可加速實現大氣探測激光雷達設備在全國范圍內的普及和利用。

為了實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案：包括激光發(fā)射裝置 11、回波信號接收裝置12、透鏡和擋板3，所述激光發(fā)射裝置11和所述回波信號接收裝置12分別設置在所述擋板3的兩側，所述擋板3設置在所述透鏡上，所述擋板3將所述透鏡分割成兩個半透鏡，其中一半透鏡作為激光發(fā)射裝置的發(fā)射透鏡201，另一半透鏡作為回波信號接收裝置的接收透鏡202。

優(yōu)選的，所述激光發(fā)射裝置11包括擴束準直器22、用于發(fā)射激光脈沖的激光器20和第一濾光片21，所述回波信號接收裝置12包括探測器23、光學望遠鏡25和第二濾光片24，所述第二濾光片24設置在所述探測器23和所述光學望遠鏡25之間，還包括信號采集裝置13，所述信號采集裝置13包括數據采集卡26和嵌入式板卡27，所述數據采集卡26分別與所述激光器20、探測器23和嵌入式板卡27信號連接，所述嵌入式板卡27分別與所述探測器23和所述激光器20信號連接。

優(yōu)選的，所述激光器20設置在所述發(fā)射透鏡201的焦點處，所述探測器 23設置在所述接收透鏡202的焦點處。

優(yōu)選的，還包括光纖4，所述光纖4分別與所述激光器20和探測器23連接，所述光纖4的端面分別設置在所述發(fā)射透鏡201和所述接收透鏡202的焦點處。

優(yōu)選的，還包括可調整角度的底座。

優(yōu)選的，所述激光發(fā)射裝置11、回波信號接收裝置12和信號采集裝置 13皆采用模塊化設計。

一種探測系統(tǒng)，包括上述任一所述的基于分割透鏡的激光雷達裝置。