[發明專利]一種激光測距與通信一體化激光雷達

有效

• 申請號: 202110694202.0
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113376646B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 李華康;馮志輝;岳永堅;劉恩海;周向東
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01S17/42
• 分類號: G01S17/42;G01S7/481;H04B10/524
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 江亞平

1.一種激光測距與通信一體化激光雷達，其特征在于，所述激光測距與通信一體化激光雷達包括：測量主機和合作目標；所述合作目標固定在被測物體上且與被測物體通信連接；所述測量主機采用改變相鄰脈沖時間間隔的調制方式對測量得到的距離信息和角度信息進行調制并發送至所述合作目標，所述合作目標將接收到的距離信息和角度信息發送至所述被測物體，其中，所述距離信息包括所述測量主機與所述合作目標之間的距離，所述角度信息包括所述合作目標的俯仰角信息和方位角信息，

其中，在所述調制方式中，所述脈沖時間間隔范圍設為192us-207us，當量為1us，所述距離信息和角度信息采用0至F的16進制碼值進行編碼，編碼信息中各編碼值通過對應的脈沖時間間隔發送，其中，所述16進制碼值與192us-207us范圍中的16個脈沖時間間隔一一對應。

2.根據權利要求1所述的一種激光測距與通信一體化激光雷達，其特征在于，所述測量主機包括：帶有快反鏡的激光發射模塊、四象限探測器、主控電路模塊和角度測量模塊；所述合作目標包括：角錐鏡；

所述激光發射模塊，與所述主控電路模塊連接，用于發射激光主波信號；

所述角錐鏡，用于對所述激光主波信號進行反射，形成激光回波信號；

所述四象限探測器，用于對所述激光回波信號進行探測，并確定所述激光回波信號的脫靶量；

所述角度測量模塊，包括角度編碼器和伺服跟蹤架，所述伺服跟蹤架上安裝所述快反鏡，所述伺服跟蹤架用于根據姿態信息對所述快反鏡的姿態進行調整，以使所述激光回波信號光斑穩定在四象限探測器中心，所述角度編碼器用于根據所述激光回波信號獲得所述角度信息；

所述主控電路模塊，用于根據所述脫靶量計算所述姿態信息。

3.根據權利要求2所述的一種激光測距與通信一體化激光雷達，其特征在于，所述姿態信息包括快反鏡的俯仰角信息和方位角信息，所述伺服跟蹤架包括俯仰調整機構和方位調整機構，所述俯仰調整機構根據所述快反鏡的俯仰角信息對所述快反鏡的俯仰角進行調整，所述方位調整機構根據所述快反鏡的方位角信息對所述快反鏡的方位角進行調整。

4.根據權利要求2所述的一種激光測距與通信一體化激光雷達，其特征在于，所述主控電路模塊根據激光回波信號到達所述四象限探測器的時間和激光主波信號發出的時間計算所述距離信息。

5.根據權利要求2所述的一種激光測距與通信一體化激光雷達，其特征在于，所述主控電路模塊包括：測距數字板和主控板；所述測距數字板與所述主控板連接；

所述主控板用于根據所述脫靶量計算所述姿態信息，根據所述姿態信息控制所述伺服跟蹤架對所述快反鏡進行姿態調整，以使所述激光回波信號光斑穩定在四象限探測器中心；

所述測距數字板用于所述激光主波信號發射的控制、距離信息的計算、以及所述距離信息和角度信息的調制。

6.根據權利要求2所述的一種激光測距與通信一體化激光雷達，其特征在于，所述激光發射模塊包括：激光器、衰減器、準直器和快反鏡；

所述衰減器位于所述激光器和所述準直器之間的光路上，所述快反鏡位于所述準直器的出射光路上。

7.根據權利要求2所述的一種激光測距與通信一體化激光雷達，其特征在于，所述合作目標還包括：

光線收集器，位于所述角錐鏡的出射光路上；

光電探測器，與所述光線收集器連接，用于將所述激光回波信號轉化為電信號；

放大器，與所述光電探測器連接，用于對所述電信號進行放大并轉換為數字信號；

數字解調板，與所述放大器連接，用于對所述數字信號進行解調。