一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，系統(tǒng)從上至下依次設(shè)置有：用于向待測目標(biāo)發(fā)射激光并接收目標(biāo)反射的激光信號的激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部；用于驅(qū)動所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；用于對獲取的目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行處理以及驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的激光雷達(dá)固定部；所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部和激光雷達(dá)固定部通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接。本發(fā)明利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)產(chǎn)生具有一定張角的激光，實(shí)現(xiàn)垂直方向上的一維掃描，利用旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水平方向上的一維掃描，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍的三維掃描，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)地物的方位識別。
【專利說明】
一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及激光測距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光是一種新型光源，與普通光相比，具有很好的單色性、方向性、相干性和高亮度等特點(diǎn)。激光雷達(dá)是利用了激光的優(yōu)良性能，集激光技術(shù)、光學(xué)技術(shù)和微弱信號探測技術(shù)于一體而發(fā)展起來的一種現(xiàn)代化光學(xué)探測手段。由于激光雷達(dá)具有探測靈敏度高、空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前對大氣、海洋和陸地進(jìn)行高精度遙感探測的有效方法，廣泛的應(yīng)用。
[0003]激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。從工作原理上講，與微波雷達(dá)沒有根本的區(qū)別:向目標(biāo)發(fā)射探測信號(激光束)，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤和識別。
[0004]目前的這兩類系統(tǒng)通常都受到其不能容易地重新配置的缺點(diǎn)的影響。一旦系統(tǒng)已經(jīng)建立，那么視野一般被固定并且僅能通過更換成像光學(xué)器件或機(jī)械掃描裝置來改變。具有自動變焦的系統(tǒng)非常復(fù)雜并且因而昂貴。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中激光雷達(dá)測距系統(tǒng)建立后，視野一般被固定并且僅能通過更換成像光學(xué)器件或機(jī)械掃描裝置來改變，具有自動變焦的激光雷達(dá)測距系統(tǒng)非常復(fù)雜而且成本高的缺陷。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)從上至下依次設(shè)置有:
用于向待測目標(biāo)發(fā)射激光并接收目標(biāo)反射的激光信號的激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部；
用于驅(qū)動所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；
用于對獲取的目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行處理以及驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的激光雷達(dá)固定部； 所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部和激光雷達(dá)固定部通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接。
[0008]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部上設(shè)置有用于向待測目標(biāo)發(fā)射激光信號并進(jìn)行光學(xué)準(zhǔn)直的激光發(fā)射組件和發(fā)射光學(xué)組件；
用于將待測目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行聚焦的并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的激光信號發(fā)送至所述激光雷達(dá)固定部進(jìn)行處理的接收光學(xué)組件和光電探測器；
所述激光發(fā)射組件、所述發(fā)射光學(xué)組件、所述接收光學(xué)組件、所述光電探測器依次連接。
[0009]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述激光雷達(dá)固定部上設(shè)置有用于控制發(fā)射激光脈沖、對所述光電探測器輸出的信號進(jìn)行采集和飛行時間測量的信號處理模塊；
用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)；
用于獲取所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)的角位置的水平旋轉(zhuǎn)角位置傳感器；
所述信號處理模塊、所述水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)、所述水平旋轉(zhuǎn)角位置傳感器依次連接。
[0010]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述激光發(fā)射組件上設(shè)置有用于產(chǎn)生驅(qū)動激光器發(fā)出激光脈沖的電流脈沖的驅(qū)動電路；
用于發(fā)射激光束信號的激光器；
所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述激光器發(fā)射激光脈沖。
[0011]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射光學(xué)組件上設(shè)置有用于將所述激光器發(fā)射的激光束進(jìn)行準(zhǔn)直的發(fā)射光學(xué)透鏡組；
用于改變激光束的發(fā)射角度的發(fā)射反射鏡；
所述發(fā)射光學(xué)透鏡組、所述發(fā)射反射鏡分別與所述激光器連接。
[0012]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部上還設(shè)置有用于將激光器發(fā)射的激光束分成兩路光束的分束器，所述分束器與所述激光器連接。
[0013]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述接收光學(xué)組件上設(shè)置有用于將轉(zhuǎn)換后的激光信號發(fā)送至所述激光雷達(dá)固定部進(jìn)行處理的后繼接收光學(xué)單元；
用于將待測目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行聚焦的望遠(yuǎn)鏡。
[0014]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述后繼放大電路上設(shè)置有用于將激光信號轉(zhuǎn)換為電信號的跨阻放大電路；
用于將電信號進(jìn)行放大的及濾波的壓控放大電路；
用于將電信號進(jìn)行時刻鑒別的時刻鑒別電路；
用于將處理后的電信號的峰值進(jìn)行保持的峰值保持電路；
所述跨阻放大電路、所述壓控放大電路、所述時刻鑒別電路、所述峰值保持電路依次連接。
[0015]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述信號處理模塊上還設(shè)置有用于對激光信號進(jìn)行驅(qū)動激光驅(qū)動單元；
對激光信號進(jìn)行放大的后繼放大電路；
用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行時間測量的時間測量電路；
用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行反射強(qiáng)度采集的比較器；
用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行解算的微處理器；
所述激光驅(qū)動單元、所述后繼放大電路、所述時間測量電路、所述比較器、所述微處理器依次連接。
[0016]所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其中，所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部還設(shè)置有保護(hù)上蓋，所述激光雷達(dá)固定部還設(shè)置有安裝底座。
[0017]本發(fā)明提供了一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，本發(fā)明利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)使激光在空間上呈扇形掃描的發(fā)射，配合時序控制，產(chǎn)生具有一定張角的激光，實(shí)現(xiàn)垂直方向上的一維掃描，利用旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在水平方向上的一維掃描，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍的三維掃描，實(shí)現(xiàn)對實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)地物的方位識別。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的具體應(yīng)用實(shí)施例的激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的具體應(yīng)用實(shí)施例的發(fā)射部分的光路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明的一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的具體應(yīng)用實(shí)施例的部分控制結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明提供了一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的較佳實(shí)施例的流程圖，如圖1所示，系統(tǒng)從上至下依次設(shè)置有:
用于向待測目標(biāo)發(fā)射激光并接收目標(biāo)反射的激光信號的激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部100;用于驅(qū)動所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)200;用于對獲取的目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行處理以及驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的激光雷達(dá)固定部300 ；
所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部100和激光雷達(dá)固定部300通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)200連接。
[0024]激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部包括激光發(fā)射組件，發(fā)射光學(xué)組件，接收光學(xué)組件，光電探測器，激光發(fā)射組件和發(fā)射光學(xué)組件用于向待測目標(biāo)發(fā)射激光信號并進(jìn)行光學(xué)準(zhǔn)直，接收光學(xué)組件和光電探測器用于將待測目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行聚焦的并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的激光信號發(fā)送至激光雷達(dá)固定部進(jìn)行處理;所述激光發(fā)射組件、所述發(fā)射光學(xué)組件、所述接收光學(xué)組件、所述光電探測器依次連接。
[0025]激光雷達(dá)固定部包括后繼放大電路、信號處理模塊、水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)和水平旋轉(zhuǎn)角位置傳感器，后繼放大電路用于對光電探測器發(fā)射和接收的信號進(jìn)行處理，信號處理模塊用于控制發(fā)射激光脈沖、對光電探測器輸出的信號進(jìn)行采集和飛行時間測量，水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，水平旋轉(zhuǎn)角位置傳感器用于獲取激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)的角位置，所述后繼放大電路、所述信號處理模塊、所述水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)、所述水平旋轉(zhuǎn)角位置傳感器依次連接。激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部還設(shè)置有保護(hù)上蓋，激光雷達(dá)固定部還設(shè)置有安裝底座。
[0026]具體地，激光測距的工作原理為:激光發(fā)射組件發(fā)出的激光束經(jīng)發(fā)射光學(xué)組件處理后，在一定視場范圍內(nèi)射向待測目標(biāo)；激光束遇到待測目標(biāo)后發(fā)生漫反射，其中沿原路返回的部分經(jīng)接收光學(xué)組件處理后送入光電探測器并轉(zhuǎn)換為電信號；信號處理模塊測定激光束從發(fā)射到接收的時差或相移，得到距離待測目標(biāo)的距離；掃描機(jī)構(gòu)驅(qū)動前述模塊進(jìn)行規(guī)律掃描運(yùn)動，并配合相應(yīng)的算法實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)地物的方位識別。具體地，機(jī)械旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)使激光在空間上呈扇形掃描的發(fā)射，配合電氣上的時序控制，產(chǎn)生具有一定張角的激光，實(shí)現(xiàn)垂直方向上的一維掃描，利用旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在水平方向上的一維掃描，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍的三維掃描，實(shí)現(xiàn)對待測目標(biāo)的方位識別。
[0027]進(jìn)一步地實(shí)施例中，激光發(fā)射組件上設(shè)置有用于產(chǎn)生驅(qū)動激光器發(fā)出激光脈沖的電流脈沖的驅(qū)動電路；用于發(fā)射激光束信號的激光器;所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述激光器發(fā)射激光脈沖。以激光器為半導(dǎo)體激光器為例進(jìn)行介紹，驅(qū)動電路在外部激勵信號控制下產(chǎn)生電流脈沖，用來驅(qū)動半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光脈沖。
[0028]進(jìn)一步地實(shí)施例中，如圖2和圖3所示，所述發(fā)射光學(xué)組件12上設(shè)置有用于將所述激光器11發(fā)射的激光束進(jìn)行準(zhǔn)直的發(fā)射光學(xué)透鏡組121;用于改變激光束的發(fā)射角度的發(fā)射反射鏡122;所述發(fā)射光學(xué)透鏡組、所述發(fā)射反射鏡分別與所述激光器11連接。發(fā)射光學(xué)透鏡組121用于將激光器11發(fā)射的激光束進(jìn)行準(zhǔn)直。發(fā)射反射鏡122可旋轉(zhuǎn)掃描，用于改變激光束在垂直方向上的發(fā)射角度，實(shí)現(xiàn)垂直方向的一維的掃描。發(fā)射反射鏡由反射鏡旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)驅(qū)動，并由角位置傳感器測得角位置。
[0029]進(jìn)一步地實(shí)施例中，激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部上還設(shè)置有用于將激光器發(fā)射的激光束分成兩路光束的分束器123，所述分束器123與所述發(fā)射光學(xué)透鏡組連接。分束器將激光分成兩路光束，一路光束經(jīng)上述發(fā)射光學(xué)組件發(fā)射，另一路光束，直接進(jìn)入第一光電探測器221，將與經(jīng)目標(biāo)物體回射的光束信息進(jìn)行比較，來獲得目標(biāo)物體的信息。
[0030]進(jìn)一步地實(shí)施例中，所述接收光學(xué)組件21上設(shè)置有用于將轉(zhuǎn)換后的激光信號發(fā)送至所述激光雷達(dá)固定部進(jìn)行處理的后繼接收光學(xué)單元;用于將待測目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行聚焦的望遠(yuǎn)鏡;所述后續(xù)接收光學(xué)單元設(shè)置在所述望遠(yuǎn)鏡的鏡筒內(nèi)部。拋物鏡主鏡上設(shè)置有通光孔。所述望遠(yuǎn)鏡優(yōu)選卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡。所述卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡包括拋物鏡主鏡和雙曲面副鏡，卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡的焦平面位于拋物鏡主鏡212和雙曲面副鏡211之間；所述后繼接收光學(xué)單元由小孔光闌213、透鏡組214、濾光片215組成，后繼接收光學(xué)單元安裝在卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡鏡筒內(nèi)部，以便減少背景光對探測信號影響及壓縮激光雷達(dá)系統(tǒng)的長度；
所述拋物鏡主鏡設(shè)有通光孔中心線與卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡中心軸線共軸，膠合透鏡安裝在調(diào)整法蘭上，膠合透鏡的位置能夠在卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡的中心軸線上前后調(diào)整；所述小孔光闌位于卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡的焦點(diǎn)上，其孔徑可在0.2_-4_之間調(diào)諧；
激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的探測光束通過安裝在發(fā)射反射鏡片發(fā)射到大氣中，經(jīng)目標(biāo)物體反射的探測波長的回波信號光通過拋物鏡主鏡和雙曲面副鏡聚焦于小孔光闌中心，卡塞格林式望遠(yuǎn)鏡視場內(nèi)的回波信號光依次通過小孔光闌和透鏡，濾光片，形成準(zhǔn)備平行光信號光，進(jìn)入第二光電探測器222。
[0031]所述后繼放大電路上設(shè)置有用于將激光信號轉(zhuǎn)換為電信號的跨阻放大電路;用于將電信號進(jìn)行放大的及濾波的壓控放大電路；用于將電信號進(jìn)行時刻鑒別的時刻鑒別電路;用于將處理后的電信號的峰值進(jìn)行保持的峰值保持電路;所述跨阻放大電路、所述壓控放大電路、所述時刻鑒別電路、所述峰值保持電路依次連接。光電探測器采用APD光電探測器。
[0032]所述信號處理模塊上還設(shè)置有用于對激光信號進(jìn)行驅(qū)動激光驅(qū)動單元;對激光信號進(jìn)行放大的后繼放大電路;用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行時間測量的時間測量電路；用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行反射強(qiáng)度采集的比較器；用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行解算的微處理器;所述激光驅(qū)動單元、所述后繼放大電路、所述時間測量電路、所述比較器、所述微處理器依次連接。
[0033]激光脈沖驅(qū)動調(diào)制發(fā)射的激光脈沖信號。發(fā)射的激光觸發(fā)計時器。經(jīng)過目標(biāo)物體回射的激光，完成計時。同時，對兩個激光信號，進(jìn)行比較，與計時器的信息一起獲得距離信息。
[0034]水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)包括力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子、力矩電機(jī)定子，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子和力矩電機(jī)定子配合產(chǎn)生驅(qū)動力。水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)包括力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子、力矩電機(jī)定子，其中力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子和力矩電機(jī)定子配合產(chǎn)生驅(qū)動力，和角位置傳感器配合讀取角位置并進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)化。掃描機(jī)構(gòu)驅(qū)動電路用于驅(qū)動掃描機(jī)構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)的角位置由角位置傳感器獲得測量。角位置配合距離信息，就可獲得實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)地物的方位，距離識別。
[0035]本發(fā)明的一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)的具體應(yīng)用實(shí)施例的部分控制結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，第一掃描機(jī)構(gòu)在掃描機(jī)構(gòu)驅(qū)動電路的作用下控制激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部水平旋轉(zhuǎn)，第二掃描機(jī)構(gòu)在掃描機(jī)構(gòu)驅(qū)動電路的作用下控制反射鏡垂直旋轉(zhuǎn)，第一角位置傳感器獲取水平旋轉(zhuǎn)的角度，第二角位置傳感器獲取垂直旋轉(zhuǎn)的角度。
[0036]處理器控制激光脈沖驅(qū)動單元控制半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光，發(fā)射的激光由第一光電探測器進(jìn)行接收后，經(jīng)第一后續(xù)放大電路放大后，向目標(biāo)發(fā)射，第一計時器用于記錄發(fā)射激光向目標(biāo)發(fā)射的時間，發(fā)射的激光照射目標(biāo)后生成回波激光，回波激光由第二光電探測器接收，并經(jīng)第二后續(xù)放大電路放大，第二計時器記錄回波激光返回的時間，處理器獲取激光發(fā)射的時間和回波激光的返回的時間并計算時間差，根據(jù)光速計算出目標(biāo)的距離，結(jié)合第一角位置傳感器和第二角位置傳感器測得的角度，從而獲取待測目標(biāo)的方位數(shù)據(jù)。
[0037]綜上所述，本發(fā)明提供了一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，系統(tǒng)從上至下依次設(shè)置有:用于向待測目標(biāo)發(fā)射激光并接收目標(biāo)反射的激光信號的激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部；用于驅(qū)動所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；用于對獲取的目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行處理以及驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的激光雷達(dá)固定部;所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部和激光雷達(dá)固定部通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接。本發(fā)明利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)產(chǎn)生具有一定張角的激光，實(shí)現(xiàn)垂直方向上的一維掃描，利用旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)水平方向上的一維掃描，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍的三維掃描，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)地物的方位識別。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)從上至下依次設(shè)置有: 用于向待測目標(biāo)發(fā)射激光并接收目標(biāo)反射的激光信號的激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部； 用于驅(qū)動所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 用于對獲取的目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行處理以及驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的激光雷達(dá)固定部； 所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部和激光雷達(dá)固定部通過所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部上設(shè)置有用于向待測目標(biāo)發(fā)射激光信號并進(jìn)行光學(xué)準(zhǔn)直的激光發(fā)射組件和發(fā)射光學(xué)組件； 用于將待測目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行聚焦的并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的激光信號發(fā)送至所述激光雷達(dá)固定部進(jìn)行處理的接收光學(xué)組件和光電探測器； 所述激光發(fā)射組件、所述發(fā)射光學(xué)組件、所述接收光學(xué)組件、所述光電探測器依次連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)固定部上設(shè)置有用于對所述光電探測器發(fā)射和接收的信號進(jìn)行處理的后繼放大電路； 用于控制發(fā)射激光脈沖、對所述光電探測器輸出的信號進(jìn)行采集和飛行時間測量的信號處理模塊； 用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)； 用于獲取所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)的角位置的水平旋轉(zhuǎn)角位置傳感器； 所述信號處理模塊、所述水平旋轉(zhuǎn)掃描機(jī)構(gòu)、所述水平旋轉(zhuǎn)角位置傳感器依次連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)射組件上設(shè)置有用于產(chǎn)生驅(qū)動激光器發(fā)出激光脈沖的電流脈沖的驅(qū)動電路； 用于發(fā)射激光束信號的激光器； 所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述激光器發(fā)射激光脈沖。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射光學(xué)組件上設(shè)置有用于將所述激光器發(fā)射的激光束進(jìn)行準(zhǔn)直的發(fā)射光學(xué)透鏡組； 用于改變激光束的發(fā)射角度的發(fā)射反射鏡； 所述發(fā)射光學(xué)透鏡組、所述發(fā)射反射鏡分別與所述激光器連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部上還設(shè)置有用于將激光器發(fā)射的激光束分成兩路光束的分束器，所述分束器與所述激光器連接。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述接收光學(xué)組件上設(shè)置有用于將轉(zhuǎn)換后的激光信號發(fā)送至所述激光雷達(dá)固定部進(jìn)行處理的后繼接收光學(xué)單元； 用于將待測目標(biāo)反射的激光信號進(jìn)行聚焦的望遠(yuǎn)鏡。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述后繼放大電路上設(shè)置有用于將激光信號轉(zhuǎn)換為電信號的跨阻放大電路； 用于將電信號進(jìn)行放大的及濾波的壓控放大電路； 用于將電信號進(jìn)行時刻鑒別的時刻鑒別電路； 用于將處理后的電信號的峰值進(jìn)行保持的峰值保持電路； 所述跨阻放大電路、所述壓控放大電路、所述時刻鑒別電路、所述峰值保持電路依次連接。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理模塊上還設(shè)置有 用于對激光信號進(jìn)行驅(qū)動激光驅(qū)動單元； 對激光信號進(jìn)行放大的后繼放大電路； 用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行時間測量的時間測量電路； 用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行反射強(qiáng)度采集的比較器； 用于對后繼放大電路接收的信號進(jìn)行解算的微處理器； 所述激光驅(qū)動單元、所述后繼放大電路、所述時間測量電路、所述比較器、所述微處理器依次連接。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維激光雷達(dá)測距系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部還設(shè)置有保護(hù)上蓋，所述激光雷達(dá)固定部還設(shè)置有安裝底座。
【文檔編號】G01S7/481GK106066475SQ201610672620
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年8月16日
【發(fā)明人】陸知緯, 李關(guān)
【申請人】深圳市佶達(dá)德科技有限公司