[發明專利]一種激光雷達光路裝調方法

有效

• 申請號: 202011360170.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112505664B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 王曉光;劉柯;朱浩;郭天茂
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G01S7/481
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 許姣

本發明提出一種激光雷達光路裝調方法，操作方便，能夠滿足激光雷達光路高效率、高精度裝調；且調焦鏡運動過程中，調焦鏡在各個位置均能保證與其他鏡片同軸。激光雷達光路包括：光路外殼以及同軸安裝在光路外殼內的準直鏡A、準直鏡B、調焦鏡和膠合鏡，該方法包括對準直鏡A、準直鏡B、調焦鏡和膠合鏡的裝調，其中對調焦鏡時，首先將調焦電機的運動軸線與其他鏡片軸線調一致，然后再調節調焦鏡與其他鏡片同軸，以保證調焦鏡在運動過程中，調焦鏡軸線與其他鏡片的軸線一致。

技術領域

本發明屬于機械設計領域，特別涉及一種激光雷達光路裝調方法。

背景技術

激光雷達光學系統主要包括激光光源、準直鏡A、準直鏡B、調焦鏡、膠合鏡組成，如圖1所示。激光光源發射激光，激光依次通過準直鏡A、準直鏡B、調焦鏡、膠合鏡投射到被測物表面，在物體表面發生反射，探測器接受物體表面返回的光強，從而完成對被測物測量。為了保證測量的準確性，各個鏡片安裝的相對位置極其嚴格，尤其是各個鏡片的間距與鏡片之間的同軸度，因此實現一種適用于激光雷達光路的高精度裝調方法具有重要意義。

現有技術中關于光學鏡片裝調的方法包括：(1)采用經緯儀進行光路裝調；(2)利用內窺鏡將不可見光示為可見光，達到了對激光光軸進行可視性調整；(3)在反射鏡與干涉儀之間的適當位置放置透射鏡，根據與干涉儀連接的計算機顯示的透射鏡云圖和干涉圖樣來對鏡片位置進行調整等方法。

但是對于需要封裝在一個筒形件中的激光雷達光路，并且要求在調焦電機帶動調焦鏡在整個調焦行程中調焦鏡與其他鏡片同軸度不變，這些方法應用于激光雷達光路裝調都不是很方便，對光有遮擋或者激光雷達光路裝調空間不能滿足要求。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種激光雷達光路裝調方法，操作方便，能夠滿足激光雷達光路高效率、高精度裝調；且調焦鏡運動過程中，調焦鏡在各個位置均能保證與其他鏡片同軸。

本發明的技術方案是：一種激光雷達光路裝調方法：該裝調方法采用的裝調臺包括：支撐平臺、轉臺、定心儀立柱和定心儀目鏡；所述轉臺和所述定心儀立柱固定在支撐平臺上；所述定心儀目鏡安裝在定心儀立柱上，使所述定心儀目鏡的光軸與所述轉臺的回轉軸軸線重合；所述定心儀目鏡能夠沿定心儀立柱上下移動；所述轉臺表面設置有安裝臺面，令水平面內左右方向為X向，前后方向為Y向，豎直方向為Z向，所述安裝臺面具有沿X向平移、沿Y向平移以及繞Y向轉動的自由度；

激光雷達光路裝調過程為：

步驟一：將光路外殼豎直放置在所述轉臺的安裝臺面上，將所述光路外殼軸線與所述轉臺回轉軸軸線調至重合后，將所述光路外殼固定在安裝臺面上；

步驟二：根據準直鏡A、準直鏡B、調焦鏡、膠合鏡的設計間距與設計曲率計算各個鏡面球心像的位置，以確定其在光路外殼中的安裝位置；

步驟三：準直鏡A的裝調：

依據步驟二所確定的安裝位置將準直鏡A放入光路外殼中，上下移動定心儀目鏡調整定心儀目鏡位置，保證從所述定心儀目鏡中能夠觀察到所述準直鏡A的球心像；然后旋轉轉臺，如果準直鏡A的球心像在定心儀目鏡中畫圓，表明所述準直鏡A軸線與轉臺的回轉軸軸線之間存在偏心位移或/和偏心角，通過調整轉臺的安裝臺面調整所述準直鏡A的位置或/和角度，直到旋轉轉臺時所述準直鏡A的球心像在定心儀目鏡中的位置不動；然后將所述準直鏡A固定在所述光路外殼中；

步驟四：準直鏡B的裝調：

依據步驟二所確定的安裝位置將所述準直鏡B放入光路外殼中；調整定心儀目鏡位置，保證從所述定心儀目鏡中能夠觀察到所述準直鏡B的球心像；然后旋轉轉臺，如果準直鏡B的球心像在定心儀目鏡中畫圓，表明所述準直鏡B軸線與所述轉臺回轉軸軸線之間存在偏心位移或/和偏心角，對所述準直鏡B的位置或/和角度進行調整，直到旋轉轉臺時所述準直鏡B的球心像在定心儀目鏡中的位置不動，然后將所述準直鏡B固定在光路外殼中；