[發明專利]一種高光譜全固態激光雷達裝置

在審

• 申請號: 202210534082.2
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114764143A
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 徐睿;葉海東;趙天琦;石巖;呂航;黃杰;陳亮;金尚忠
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高光譜全固態激光雷達裝置，包括：發射模塊、接收模塊以及數據處理模塊；所述的發射模塊包括激光器、轉接器、擴束鏡，所述的接收模塊包括望遠鏡系統、分束系統、CCD陣列光譜儀、單光子探測器陣列模塊，所述的數據處理模塊包括TDC測時陣列模塊、計算機，所述的發射模塊發出激光，由探測物反射后進入接收模塊，由接收模塊傳輸數據至數據處理模塊進行處理并成像，本發明能夠一次性獲取全局的三維信息和光譜信息，避免了運動補償，提高了成像質量和成像速率。

技術領域

本發明涉及一種高光譜全固態激光雷達裝置，屬于激光雷達領域。

背景技術

成像激光雷達是激光技術、雷達技術、光學掃描及控制技術、高靈敏度探測技術及高速計算機處理技術的綜合新技術產物。目前激光雷達的應用十分廣泛,已從地面發展到空中,從空中發展到太空,從陸地發展到海面,從海面發展到水下,并涉及到多個學科領域。它有著常規雷達不可比擬的優勢,無論在軍事上還是在民用上都有廣闊的應用前景。

近年來，三維成像激光雷達逐漸從單點掃描向小面陣掃描和線陣推掃式及面陣閃光成像發展，成像速度越來越快；同時單光子探測技術逐漸成熟，探測靈敏度越來越高。隨著現代探測技術越來越趨向于多種傳感器的融合探測發展，三維成像的發展也趨向于主、被動成像相結合，以獲取更豐富的目標信息。目前現有的成像激光雷達裝置有很多，比如中國發明專利：一種全固態面陣三維成像激光雷達系統(授權公告號：CN109375237B)，本發明提供了一種全固態面陣三維成像激光雷達系統，采用全固態面陣激光雷達的接收探測系統完成對探測目標的搜索、捕獲，實時獲取探測目標的三維信息，并在探測目標與激光雷達的激光照射范圍內采集探測目標多個特征點，一同傳輸給數據處理系統進行探測目標角度及距離數據結算及位姿數據解算；機載超連續激光高光譜激光雷達系統(授權公告號：CN111708044B)，綜控系統控制超連續譜激光系統發出連續高光譜脈沖激光，發射光學系統對激光擴束準直，掃描系統發射激光到地物表面，反射的激光被掃描系統接收，傳輸給接收光學系統，聚焦到高光譜激光探測系統，輸出激光高光譜和三維空間數據，與高分辨率多光譜數據一起存儲到存儲單元。

這些裝置要么能一次成像獲取全局三維信息，但不能獲得目標的光譜信息，要么通過掃描振鏡改變掃描區域，通過點掃描的方式逐點獲取目標三維信息和光譜信息，而且由于掃描振鏡偏轉角度有限，導致視場范圍小，不能進行大范圍掃描成像，并且體積較大，掃描速度也比較慢，不利于對動態物體的快速成像。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供了一種高光譜全固態激光雷達裝置，能夠一次性獲取全局的三維信息和光譜信息，避免了運動補償，提高了成像質量和成像速率。

本發明解決技術問題采用了下述技術方案：

一種高光譜全固態激光雷達裝置，包括：發射模塊、接收模塊以及數據處理模塊；所述的發射模塊發出激光，由探測物反射后進入接收模塊，由接收模塊傳輸數據至數據處理模塊進行處理并成像；所述的發射模塊包括激光器、轉接器、擴束鏡，所述的激光器包括同步端和出射端，所述的轉接器包括接入端和接出端，所述的擴束鏡包括入光孔和出光孔，所述的激光器出射端插入轉接器的接入端，所述轉接器的接出端接入擴束鏡的入光孔，所述的擴束鏡出光孔向外發出激光；所述的接收模塊包括望遠鏡系統、分束系統、CCD陣列光譜儀、單光子探測器陣列模塊，所述的望遠鏡系統連接分束系統，分束系統分別連接CCD陣列光譜儀和單光子探測器陣列模塊；所述的數據處理模塊包括TDC測時陣列模塊、計算機，所述的TDC測時陣列模塊設有START端、STOP端和輸出端，TDC測時陣列模塊START端與所述的發射模塊中的激光器同步端相連，TDC測時陣列模塊STOP端與所述的接收模塊中的單光子探測器陣列模塊相連，TDC測時陣列模塊輸出端與計算機相連，所述的計算機與接收模塊中的CCD陣列光譜儀相連；所述接收模塊中的分束系統設有入射接口、直出射口和側出射口，所述的望遠鏡系統出射端接入分束系統入射接口，所述的CCD陣列光譜儀接入分束系統直出射口，所述的單光子探測器陣列模塊接入分束系統側出射口。