一种无盲区激光雷达系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无盲区激光雷达系统。本发明专利技术的发射望远镜和接收望远镜在厚度方向的侧面均至少包括一个平面；且发射望远镜的一个平面和接收望远镜的一个平面紧贴在一起，从而巧妙地消除了收发分置式激光雷达系统的测量盲区，克服了收发分置式激光雷达系统存在测量盲区的技术偏见。同时，由于本发明专利技术采用收发分置式望远镜系统，发射望远镜和接收望远镜平行设置，不存在镜面反射，从而有效地避免了收发同置激光雷达系统因镜面强反射引起的第一个回波信号失真，测量结果更准确。本发明专利技术在实现激光雷达系统的无盲区测量的同时，还能有效地避免镜面反射效应。

【技术实现步骤摘要】
一种无盲区激光雷达系统
本专利技术涉及激光雷达，尤其涉及一种无盲区激光雷达系统。
技术介绍
激光雷达是一种主动的现代光学遥感技术，是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物。激光具有高亮度、高方向性、高相干性、高峰值功率的特点。因此，激光雷达具有高角分辨率、高的距离分辨率、高时间分辨率、高测量精度、远探测距离、多目标探测、强抗干扰的优点。通过以激光为信息载体，激光雷达可以用振幅、频率、相位、偏振来搭载信息。因此，其不仅可以精确测距，还可以精确测量频移、角度、姿态、退偏振。继微波雷达之后，激光雷达将辐射源的频率提高到了光频率，比毫米波高出四个数量级，这使之能够探测微小自然目标，如大气中的气溶胶和分子。随着激光技术和光电子学技术的发展，激光雷达已成为重要遥感探测手段。激光雷达的接收机主要有两种结构：收发同置结构和收发分置结构。本专利技术的专利技术人发现，对于收发同置结构，由于发射望远镜和接收望远镜分立，发射望远镜的视场和接收望远镜的视场之间不可避免地会存在不重叠的地方，即盲区。盲区内的信号无法被接收望远镜接收到，导致激光雷达存在探测盲区，无法获取盲区内的目标信息。对于收发同置式望远镜，虽然不存在探测盲区，但由于收发同置，镜面反射强，会引起第一个回波信号失真，并有可能损坏探测器，为近场测量带来较大的系统误差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种无盲区激光雷达系统，能够解决收发分置式激光雷达的探测盲区问题。本专利技术是这样实现的：包括：光源模块、光学收发模块、探测器模块、数据采集模块和数据处理模块，其中：所述光源模块用于输出激光信号；所述光学收发模块包括至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜，所述发射望远镜用于将光源模块输出的激光会聚后输出到目标物，所述接收望远镜用于接收从目标物返回的信号，并将接收到的信号会聚到探测器模块；所述发射望远镜和接收望远镜的光轴平行设置；至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜在垂直于镜片厚度的方向的截面边缘均包括至少一条不经过镜片中心的直线段；发射望远镜和接收望远镜在厚度方向的侧面均至少包括一个平面；所述发射望远镜的一个平面和接收望远镜的一个平面紧贴在一起；所述探测器模块用于采集所述接收望远镜接收的信号；所述数据采集模块用于将探测器模块输入的电信号转换为数字信号，所述数据处理模块用于根据预定的算法对所述数字信号处理，得到目标参数。进一步的，还可以包括光放大模块，所述光放大模块用于对光源模块输出的激光进行放大，并输入到光学收发模块；进一步的，所述发射望远镜和接收望远镜的数量均为1个，发射望远镜和接收望远镜均呈D字形；发射望远镜和接收望远镜的平面部分紧贴在一起。进一步的，呈D字形的发射望远镜和接收望远镜在垂直于镜片厚度方向的形状由直线与圆弧包围而成，且圆弧的圆心落在镜片内。进一步的，所述至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜的平面紧贴在一起时，发射望远镜的圆心与接收望远镜的圆心连线垂直于所述平面。进一步的，所述发射望远镜为一个，所述接收望远镜为多个，所述发射望远镜在垂直于镜片厚度的方向的截面边缘包括多个与接收望远镜数量对应的直线段，发射望远镜在厚度方向的侧面包括多个平面；接收望远镜呈D字形；每个接收望远镜在厚度方向的侧面包括一个平面，所述发射望远镜的平面和接收望远镜的平面对应紧贴在一起。进一步的，所述接收望远镜为一个，所述发射望远镜为多个，所述接收望远镜在垂直于镜片厚度的方向的截面边缘包括多个与发射望远镜数量对应的直线段，接收望远镜在厚度方向的侧面包括多个平面；发射望远镜呈D字形；每个发射望远镜在厚度方向的侧面包括一个平面，所述接收望远镜的平面和发射望远镜的平面对应紧贴在一起。进一步的，所述发射望远镜和所述接收望远镜之间还包括挡光模块，所述挡光模块用于阻挡光源模块传输的光信号传递到接收望远镜内。进一步的，所述光学收发模块还包括第一反射机构，所述第一反射机构设置在所述发射望远镜的焦点与发射望远镜构成的光路之间；所述第一反射机构用于将光源模块输出的激光反射至所述发射望远镜输出。进一步的，所述光学收发模块还包括第一反射机构，所述第一反射机构设置在所述发射望远镜的焦点与发射望远镜构成的光路之间；所述第一反射机构用于将光源模块输出的激光反射至所述发射望远镜输出。进一步的，所述光学收发模块还包括第二反射机构，所述第二反射机构设置在所述接收望远镜的焦点与接收望远镜构成的光路之间；所述第二反射机构用于将接收望远镜接收到的信号反射至所述探测器模块。进一步的，所述第一反射机构包括一个或多个反射镜。进一步的，所述第二反射机构包括一个或多个反射镜。进一步的，还包括机箱，所述光源模块、光学收发模块和探测器模块均设置在所述机箱内；还包括扫描机构，所述机箱设置在扫描机构上，能够在扫描机构的带动下运动。综上所述，本专利技术提供了一种无盲区激光雷达系统，包括光源模块、光学收发模块、探测器模块、数据采集模块和数据处理模块，光学收发模块包括至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜，发射望远镜和接收望远镜的光轴平行设置。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术通过设置至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜在垂直于镜片厚度的方向的截面边缘均包括至少一条不经过镜片中心的直线段；发射望远镜和接收望远镜在厚度方向的侧面均至少包括一个平面；发射望远镜的一个平面和接收望远镜的一个平面紧贴在一起，从而巧妙地消除了收发分置式激光雷达系统的测量盲区，客服了收发分置式激光雷达系统存在测量盲区的技术偏见。(2)由于本专利技术采用收发分置式望远镜系统，发射望远镜和接收望远镜平行设置，不存在镜面反射，从而有效地避免了收发同置激光雷达系统因镜面强反射引起的第一个回波信号失真，测量结果更准确。本专利技术能够在实现激光雷达系统的无盲区测量的同时，还能有效地避免镜面反射效应。(3)本专利技术通过在发射望远镜和接收望远镜之间设置挡光模块，阻挡光源模块传输的光信号传递到接收望远镜内，从而有效地阻止发射望远镜出射的光信号传输到接收望远镜中，避免探测器接收到强的原始光信号，保护探测器。同时，有效地避免激光雷达接收到虚假信号，从技术上保证了激光雷达的测量数据的真实性和准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是相关技术中，收发同置激光雷达系统的结构图；图2是相关技术中，几何重叠因子形成的原理图；图3是本专利技术实施例1-3提供的一种无盲区激光雷达系统的结构图；图4是本专利技术实施例1提供的光学收发模块的结构图；图5是本专利技术实施例1提供的光学收发模块的另一结构图；图6是本专利技术提供的无盲区激光雷达系统与相关技术中激光雷达的几何重叠因子的对比图；图7是本专利技术实施例2提供的光学收发模块的结构图；图8是本专利技术实施例3提供的光学收发模块的结构图；图9是本专利技术实施例4提供的第一反射机构的结构图；图10是本专利技术实施例4提供的第二反射机构的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无盲区激光雷达系统，其特征在于，包括：光源模块、光学收发模块、探测器模块、数据采集模块和数据处理模块，其中：所述光源模块用于输出激光信号；所述光学收发模块包括至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜，所述发射望远镜用于将光源模块输出的激光会聚后输出到目标物，所述接收望远镜用于接收从目标物返回的信号，并将接收到的信号会聚到探测器模块；所述发射望远镜和接收望远镜的光轴平行设置；至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜在垂直于镜片厚度的方向的截面边缘均包括至少一条不经过镜片中心的直线段；发射望远镜和接收望远镜在厚度方向的侧面均至少包括一个平面；所述发射望远镜的一个平面和接收望远镜的一个平面紧贴在一起；所述探测器模块用于采集所述接收望远镜接收的信号；所述数据采集模块用于将探测器模块输入的电信号转换为数字信号，所述数据处理模块用于根据预定的算法对所述数字信号处理，得到目标参数。

【技术特征摘要】
1.一种无盲区激光雷达系统，其特征在于，包括：光源模块、光学收发模块、探测器模块、数据采集模块和数据处理模块，其中：所述光源模块用于输出激光信号；所述光学收发模块包括至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜，所述发射望远镜用于将光源模块输出的激光会聚后输出到目标物，所述接收望远镜用于接收从目标物返回的信号，并将接收到的信号会聚到探测器模块；所述发射望远镜和接收望远镜的光轴平行设置；至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜在垂直于镜片厚度的方向的截面边缘均包括至少一条不经过镜片中心的直线段；发射望远镜和接收望远镜在厚度方向的侧面均至少包括一个平面；所述发射望远镜的一个平面和接收望远镜的一个平面紧贴在一起；所述探测器模块用于采集所述接收望远镜接收的信号；所述数据采集模块用于将探测器模块输入的电信号转换为数字信号，所述数据处理模块用于根据预定的算法对所述数字信号处理，得到目标参数。2.根据权利要求1所述的无盲区激光雷达系统，其特征在于，所述发射望远镜和接收望远镜的数量均为1个，发射望远镜和接收望远镜均呈D字形；发射望远镜和接收望远镜的平面部分紧贴在一起。3.根据权利要求1所述的无盲区激光雷达系统，其特征在于，所述发射望远镜为一个，所述接收望远镜为多个，所述发射望远镜在垂直于镜片厚度的方向的截面边缘包括多个与接收望远镜数量对应的直线段，发射望远镜在厚度方向的侧面包括多个平面；接收望远镜呈D字形；每个接收望远镜在厚度方向的侧面包括一个平面，所述发射望远镜的平面和接收望远镜的平面对应紧贴在一起。4.根据权利要求1所述的无盲区激光雷达系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苏，黄允芳，
申请(专利权)人：合肥菲涅尔光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34