[發明專利]一種適用于智能產線的激光雷達全自動檢測系統

有效

• 申請號: 202010735384.7
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111796257B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 來建成;趙楚航;李振華;王春勇;嚴偉;紀運景;吳志祥;趙艷;黃宏坤
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發明公開了一種適用于智能產線的激光雷達全自動檢測系統，包括激光雷達、免調整支座、接口轉換組件、測距驅動模塊、數據采集模塊、系統控制與數據中心、電控平移臺、激光功率測試端、激光指向測試端、測距激光接收端、模數采集I/O組件、程控鏈路跳線開關、光纖延時鏈路、窄脈沖激光信號源、背景光干擾源、雙路程控光衰減器、雙路光纖合束器、光纖準直器、電控旋轉與傾斜臺和三軸運動控制器。本發明通過電控平移實現激光功率、激光指向以及測距性能的空間分布式自動測量，并將激光指向測試與電控旋轉與傾斜相結合實現了激光模擬回波的自對準；創新設計了光纖延時鏈路模塊，實現了不同距離、不同目標和不同環境中激光雷達性能的一鍵式全自動檢測。

技術領域

本發明涉及一種激光雷達檢測系統，特別是一種適用于智能產線的激光雷達全自動檢測系統。

背景技術

激光雷達是雷達原理與激光技術相結合的產物，以激光為探測波束，具有測程遠、靈敏度高、空間分辨率高、抗干擾能力強等一系列優點，在距離測量、目標跟蹤、立體成像和環境感知等領域有著廣闊的應用前景。

激光雷達的應用需求和產量均出現了井噴式的發展，使得激光雷達行業迫切需要改善激光雷達制造的智能化水平，大幅度提升生產效率、提高產能。性能檢驗是激光雷達生產過程的必經關鍵環節，其智能化水平的高低直接決定了激光雷達的生產效率和產能。目前，行業內激光雷達測距性能指標主要依靠外場定點測距方法解決，這種方法能實現在最貼近實際使用環境的條件下檢驗雷達性能，是最可靠的方法，但是這種方法要求有幾百米甚至幾公里以上不受遮擋的測試靶道，這在高樓林立的城鎮空間已經很難找到合適的測試環境。此外，這種方法還受能見度、陽光背景以及雨雪等天候條件的制約，很難在相同條件下實現激光雷達性能的檢驗，導致性能檢驗的一致較差；如果追求檢驗環境條件相同，則檢驗效率低下，產能極其受限。為此，有學者提出了在室內模擬環境中檢驗激光雷達性能的設想。例如，柳鳴等在論文《大量程脈沖激光測距儀性能檢測方法》(《紅外與激光工程》2015)中提出了一種用于檢測測距儀的最大測程和測距精度的檢測方法，該方法使用FPGA和模擬延時器件來實現延時功能，模擬距離范圍達到50～22000m，很好地解決了距離模擬的大量程問題，但是受數字電路時鐘頻率和模擬電路穩定性的制約，使得回波延時精度僅能控制在2ns附近，難以滿足cm級精度激光雷達檢驗的要求。此外，該方法也未考慮激光發射功率、回波幅度、背景光干擾以及發射接收光軸平行性等對激光雷達性能的影響，因此不能直接應用激光雷達性能的室內定量檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于智能產線的激光雷達全自動檢測系統，解決目標距離、目標反射率、激光回波、背景光干擾等的室內模擬問題，實現激光雷達測距能力、光軸指向和發射視場的一鍵式快速定量檢驗，兼具激光雷達故障診斷功能。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種適用于智能產線的激光雷達全自動檢測系統，包括激光雷達、免調整支座、接口轉換組件、測距驅動模塊、數據采集模塊、系統控制與數據中心、電控平移臺、激光功率測試端、激光指向測試端、測距激光接收端、模數采集I/O組件、程控鏈路跳線開關、光纖延時鏈路、窄脈沖激光信號源、背景光干擾源、雙路程控光衰減器、雙路光纖合束器、光纖準直器、電控旋轉與傾斜臺和三軸運動控制器；