[發明專利]一種無機械運動掃描的激光測距系統

在審

• 申請號: 202011541251.2
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112731420A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 董亭亭;耿安兵;孫鋼波;陳濤;操瓊
• 申請（專利權）人: 華中光電技術研究所（中國船舶重工集團公司第七一七研究所）
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 劉璐

本發明涉及一種無機械運動掃描的激光測距系統，包括：光線發射模組、光線接收模組和控制處理單元；光線發射模組包括激光光源、擴束準直單元、第一光學相控陣，擴束準直單元將激光光束擴束及準直，并入射至第一光學相控陣；光線接收模組包括第二光學相控陣、接收折轉光路組、光路準直單元以及探測器，第二光學相控陣與第一光學相控陣同軸設置；控制處理單元控制激光光源發出激光束、同步控制第一光學相控陣及第二光學相控陣；入射至第一光學相控陣的光束反射至目標物體，經過目標物體反射后入射至第二光學相控陣，第二光學相控陣將回波光束反射至接收折轉光路組及光路準直單元后被探測器接收以確定所述目標物體的距離。

技術領域

本發明涉及無機械光束掃描、激光測距及目標探測跟蹤技術領域，具體而言，涉及一種無機械運動掃描的無機械光束掃描激光測距系統。

背景技術

隨著高精尖技術的不斷發展，在激光測距、激光雷達等領域逐漸朝著小型化、全固態化等方向發展。一般來講，常用的激光光束掃描裝置大多數目前還是采用機械掃描模式，由于受到體積、重量、慣性的影響，掃描速度、掃描精度等受限，很難實現對高速、機動、不同方位多批次目標的快速探測和捕獲；另一方面很難實現小型化、集成化等。而無機械式的激光掃描模式可實現光束指向速度快、指向精度高、可靠性好等優點，同時還可快速對不同方位的多個目標進行測距等功能，受到國內外越來越廣泛的關注。

為了改善傳統機械式掃描的應用問題，對無機械式掃描進行研究具有重要意義，本發明提出了一種無機械運動掃描的無機械光束掃描測距系統，該系統可以實現在快速對多個目標進行測距功能，實現高質量的無機械激光測距能力。

發明內容

為了達到上述技術目的，本發明提供了一種無機械運動掃描的激光測距系統。

一種無機械運動掃描的激光測距系統，其包括：

光線發射模組，用于發出探測光束，所述光線發射模組包括沿光的傳播方向依次排列的激光光源、擴束準直單元、第一光學相控陣；所述擴束準直單元用于將所述激光光源發出的激光光束擴束及準直，并將擴束及準直后的所述光束入射至所述第一光學相控陣，所述第一光學相控陣與豎直方向傾斜設置；

光線接收模組，用于接收被目標物體反射回來的回波光束，所述光線接收模組包括沿光的傳播方向依次排列的第二光學相控陣、接收折轉光路組、光路準直單元以及探測器，所述第二光學相控陣與第一光學相控陣相同軸設置，所述激光光源、第一光學相控陣、第二光學相控陣分別與所述控制處理單元電連接；以及

控制處理單元，所述控制處理單元與激光光源、第一光學相控陣、第二光學相控陣及探測器電連接；所述控制處理單元控制所述激光光源發出光束，所述控制處理單元能同步控制所述第一光學相控陣及第二光學相控陣，所述激光光源發出的光束入射至第一光學相控陣；經過第一光學相控陣后反射出射，并入射至目標物體，目標物體反射所述光束至第二光學相控陣，經過第二光學相控陣后反射出射，且入射至目標物體表面的探測光束與經目標物體反射的回波光束同軸，所述回波光束經過所述接收折轉光路組及光路準直單元后被所述探測器接收以確定所述目標物體的距離。

在一個優選實施方式中，所述擴束準直單元與所述第一光學相控陣之間還設置有可變光闌。

在一個優選實施方式中，所述可變光闌與所述第一光學相控陣之間還設置有偏振元件。

在一個優選實施方式中，所述接收折轉光路組包括相互平行的的第一反射元件及第二反射元件，所述第一反射元件與水平方向的夾角為45度，探測光束入射至第一反射元件后經第一反射元件的反射、入射至第二反射元件，再經第二反射元件的反射入射至光路準直單元。

在一個優選實施方式中，所述第一反射元件為長方形，第二反射元件為方形或者圓形。

在一個優選實施方式中，所述第一光學相控陣及第二光學相控陣是液晶光學相控陣或是液晶偏振光柵。