[實用新型]一種三維目標成像激光雷達裝置

有效

• 申請號: 202022127778.2
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN213934212U
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 李光;潘文武;竇延娟;游安清;黃德權;王國亮;常艷;蔣志雄;何均章
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

本實用新型公開了一種三維目標成像激光雷達裝置，包括激光器陣列，反射鏡A，反射鏡B，轉鏡，轉鏡旋轉軸，接收透鏡組，面陣探測器，面陣探測器的靶面，以及控制和數據處理系統；反射鏡B固定在接收透鏡組的接收鏡面中心處；激光器陣列發出的激光束同軸，該激光束經過反射鏡A和反射鏡B后，與接收透鏡組的光軸平行；面陣探測器的靶面位于接收透鏡組的焦面上，并且面陣探測器的靶面中心位于接收透鏡組的焦點上；轉鏡旋轉軸與接收透鏡組的光軸垂直，同時轉鏡旋轉軸位于轉鏡的中心，且轉鏡可跟隨轉鏡旋轉軸旋轉；激光器陣列、面陣探測器和轉鏡旋轉軸通過線纜與控制和數據處理系統電性連接。本發明可實現周邊空間區域的實時目標探測。

技術領域

本實用新型屬于激光雷達裝置，尤其是一種三維目標成像激光雷達裝置。

背景技術

大型光學系統一般由多個子系統構成，為提高光學系統的整體性能指標，須實現各個分系統的精確耦合，包括光瞳和光軸的耦合。目前在不同光學系統耦合過程中，操作人員一般是借助白板通過肉眼判斷光瞳是否完全耦合，然后在系統光路走向中順著找光軸是否耦合。

為保證人員及設備安全，不同光學設備耦合過程中，一般使用弱光實現光瞳及光軸的對接，有時候光源很弱，或者是由于作業環境導致的環境光較強，系統對接所用光源完全淹沒在環境光中，很難分辨，有時候人眼不能直接看到光源，因此在各個光學系統光瞳對接過程中，給操作人員帶來了很大的不便，不利于各個系統的精確光瞳對接。

有時候光學系統的視場較小，能被探測器發現的視場僅為毫弧度量級，因此在不同光學系統光軸對接過程中，需要粗對準初步將光軸對準到探測器發現的視場范圍。

綜上所述，提高弱光、近紅外及遠紅外波段的光瞳、光軸探測過程中的靈敏性和可操作性，對實際工程應用具有重要的意義。

發明內容

本實用新型的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種三維目標成像激光雷達裝置，可實現周邊空間區域的實時目標探測。

本實用新型采用的技術方案如下：

本實用新型提供的一種三維目標成像激光雷達裝置，包括：激光器陣列，反射鏡A，反射鏡B，轉鏡，轉鏡旋轉軸，接收透鏡組，面陣探測器，面陣探測器的靶面，以及控制和數據處理系統；所述反射鏡B固定在接收透鏡組的接收鏡面中心處；激光器陣列發出激光束同軸，該激光束經過反射鏡A和反射鏡B后，與接收透鏡組的光軸平行；面陣探測器的靶面位于接收透鏡組的焦面上，并且面陣探測器的靶面中心位于接收透鏡組的焦點上；所述轉鏡旋轉軸與接收透鏡組的光軸垂直，同時所述轉鏡旋轉軸位于轉鏡的中心，且轉鏡可跟隨轉鏡旋轉軸旋轉；所述激光器陣列、面陣探測器和轉鏡旋轉軸通過線纜與控制和數據處理系統電性連接。

進一步地，所述轉鏡為具有N個面的棱柱鏡，N≥3且N為整數。

進一步地，所述激光器陣列包括固定在固定裝置中的M個光軸平行的激光器，M≥2且M為整數。

進一步地，每個激光器均為脈沖體制激光器，并且每個激光器的波長和重復頻率均相同。

進一步地，所述轉鏡為MEMS振鏡。

進一步地，所述三維目標成像激光雷達裝置還包括箱體及支撐裝置；所述激光器陣列，反射鏡A，反射鏡B，轉鏡，轉鏡旋轉軸，接收透鏡組，面陣探測器，面陣探測器的靶面，以及控制和數據處理系統均位于箱體及支撐裝置上。

進一步地，所述箱體及支撐裝置安裝在一個可沿x軸，y軸，z軸運動的運動平臺上。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

本實用新型在接收鏡中的近紅外激光和可見光的光路設計中，通過陷波反射平面鏡實現近紅外激光和可見光的自動分離，從而可以使得在進行地物目標空間坐標信息測量和地物目標影像數據采集時，可以共用一套接收鏡；換句話說，即通過陷波反射平面鏡實現了一維激光雷達和數碼相機一體化。