[發明專利]一種機載激光雷達掃描鏡裝置、系統及掃描方法

有效

• 申請號: 202011251982.3
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112462512B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 孟祥謙;杜立彬;溫春苗;李正寶;袁一博;陳光源
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;G01S7/481
• 代理公司: 蘇州知途知識產權代理事務所(普通合伙) 32299
• 代理人: 馬剛強

1.一種利用機載激光雷達掃描裝置的掃描方法，其特征在于，使用一種機載激光雷達掃描鏡裝置，所述機載激光雷達掃描鏡裝置包括均安設于無人機上的驅動電機、編碼器及棱錐體，所述棱錐體的對稱中心軸與所述驅動電機的輸出軸連接，所述編碼器記錄電機帶動棱錐體的旋轉角度，所述棱錐體的各側面均設有掃描鏡面，所述驅動電機驅動所述棱錐體旋轉以使所述掃描鏡面用于接收入射激光并反射以旋轉掃描被測對象；

所述利用機載激光雷達掃描裝置的掃描方法包括以下步驟：

建立坐標系：以棱錐體的對稱中心軸為Z軸，底面為XOY平面建立O-XYZ坐標系，其中，棱錐體的各側面均固設有掃描鏡面；

掃描數據獲取：以四棱錐為例，獲取入射光和掃描鏡面的法線的夾角α，激光入射點至被測面的垂直距離H，棱錐體的旋轉角度Φ，機載激光雷達載具速度V，棱錐體轉速為n，每掃描周發射點數為m，棱錐體的側面均與所述底面的夾角A；

當激光發射器的入射激光水平入射至掃描鏡面，繞所述棱錐體的對稱中心軸旋轉便可形成反射掃描區域，則掃描區域的三維坐標為：

cosa、cosb和cosc為反射光線的在O-XYZ坐標系內的方向余弦由以下公式確定得到：

cos² a+cos² b+cos² c＝1；

2.根據權利要求1所述的利用機載激光雷達掃描裝置的掃描方法，其特征在于，所述棱錐體為中空結構。

3.根據權利要求1所述的利用機載激光雷達掃描裝置的掃描方法，其特征在于，所述棱錐體的側面數量至少為三個。

4.根據權利要求1所述的利用機載激光雷達掃描裝置的掃描方法，其特征在于，所述棱錐體為多棱錐，所述驅動電機的輸出軸與所述棱錐的底面垂直，所述棱錐的頂端豎直朝下。

5.根據權利要求4所述的利用機載激光雷達掃描裝置的掃描方法，其特征在于，所述棱錐底面水平布置，根據需求訂制各側面與所述底面的夾角，所述入射激光的入射光路水平照射在所述掃描鏡面上。

6.根據權利要求1所述的利用機載激光雷達掃描裝置的掃描方法，其特征在于，所述掃描鏡面鍍相應激光波長的高反射膜，鍍膜后反射率大于95％。

7.一種機載激光雷達掃描系統，包括激光發射器及接收光學系統，其特征在于：能夠執行如權利要求1～6任一項所述的利用機載激光雷達掃描裝置的掃描方法，所述掃描鏡面位于所述入射激光的入射光路上，所述接收光學系統位于所述掃描鏡面的反射光路上以獲取掃描數據。