[發明專利]一種水陸兩用的單波段激光雷達系統探測方法

在審

• 申請號: 202211558818.6
• 申請日: 2022-12-06
• 公開（公告）號: CN115755086A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 馬春波;張波;敖珺
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S7/487;G01S7/493
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 覃永峰

本發明公開了一種水陸兩用的單波段激光雷達系統探測方法，包括：對激光回波的水陸類別進行劃分，設定劃分標準；為陸地和水下環境分別設置對應的信號處理方式；每次探測前先進行環境識別，選擇與陸地或水下環境匹配的信號處理方式。這種方法使單波段激光雷達系統既能在陸地使用，也能在水下使用，可同時處理水陸兩種環境下的回波信號；而且只采用藍綠波段激光進行探測，簡化了設備，節省資源。

技術領域

本發明涉及激光雷達探測技術領域，具體涉及一種水陸兩用的單波段激光雷達系統探測方法。

背景技術

無論是在海洋中還是陸地上，都有著許多資源、地形以及周邊環境等需要對其進行探測。激光雷達采用非接觸式進行探測，紅外波段的激光雷達廣泛用于陸地探測，海水中藍綠光作為透光窗口的發現，使得基于藍綠激光的雷達技術開始應用于水下探測領域。

激光雷達的應用場景既包括陸地，同時也包含水下。自然環境復雜多變，探測任務需要在多種環境下進行，給激光雷達探測技術帶來了巨大的挑戰。目前的激光雷達探測技術主要存在以下問題：

一是應用場景單一，由于大氣和水體介質的不同，對光的折射率差異導致光速設置不同，而且水下環境與陸地差異較大，信號處理難度增加，無法采用與陸地上同樣的處理方式；

二是陸地上的激光雷達多采用紅外波段，而紅外波段的激光無法應用到水下環境，必須使用藍綠波段激光進行水下探測。

以往的激光雷達同時采用紅外和藍綠兩種波段進行探測，不僅耗費資源，增加了系統復雜度，而且對激光功率、接收端靈敏度有極高的要求，產生了高昂的硬件成本，在很大程度上限制了機載激光探測技術的大規模推廣。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種水陸兩用的單波段激光雷達系統探測方法，這種方法使單波段激光雷達系統既能在陸地使用，也能在水下使用，可同時處理水陸兩種環境下的回波信號；而且只采用藍綠波段激光進行探測，簡化了設備，節省資源。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種水陸兩用的單波段激光雷達系統探測方法，包括如下步驟：

S1，對激光回波的水陸類別進行劃分，設定劃分標準；

陸地和水下環境中的激光回波信號存在差異，可以采取多種方式進行水陸激光回波分類；

S2，為陸地和水下環境分別設置對應的信號處理方式：

首先是光速的設置，光在真空中的傳播速度為299792458m/s，若當前使用環境為陸上，由于空氣對可見光的折射率約為1，光速可以設置為299792458m/s；若當前使用環境為水下，因為水對可見光的折射率約為1.33，光速可以設置為225000000m/s，在進行距離計算時，選擇與當前環境適配的光速以得到更精準的結果；

其次，水下環境與陸地相比，對激光回波信號的影響不同，因此需要針對不同的環境設置相對應的信號處理方法，在陸地上探測時，激光會受到大氣的吸收和散射作用；在水下探測時，需要考慮到海水的光學特性以及海水中光的傳輸特性，激光受到的吸收和散射作用與陸地有所區別，針對不同的環境使用對應的信號處理方法，使其與環境特點匹配，達到更高的探測精度；

S3，每次探測前先進行環境識別，選擇與陸地或水下環境匹配的信號處理方式。

所述單波段激光雷達系統采用藍綠光波段進行探測。

本發明的優點或有益效果：

1.對單波段激光回波的水陸類別進行劃分，判斷系統當前使用環境，將使用場景單一的激光雷達擴展為水陸兩用激光雷達；

2.根據水陸環境類別選擇對應的信號處理方式，對回波信號進行處理，使其與環境特點匹配，提高探測精度；

3.在占用極少時間和資源的情況下，使用單波段激光將水陸環境兩種模式的激光雷達系統合并到一起，通過場景切換，提高了激光雷達在水陸環境下進行探測的效率。

附圖說明