一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，所述MEMS振镜扫描控制系统至少包括：FPGA主端、FPGA从端、驱动电路、MEMS振镜、驱动控制部、光电转换模块、放大整形模块和若干激光器，所述驱动电路、驱动控制部和放大整形模块分别与所述FPGA从端相连,通过本发明专利技术激光雷霆控制系统的结构设置，完成了将多路激光发射通道转化为一个激光接发射光路。避免了传统设备中的激光发射持续工作困难的问题，本发明专利技术采用同波长多路光源汇入一入射通道轮流发射，即是，通过四合一发射、单一接受的光路设计实现方法，在相同行进速度下可大大提高测量密度，而整个系统增加负担却很少，提高了设备的扫描效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统
本专利技术属于雷达测绘
，尤其涉及一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统。
技术介绍
激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。对于像地理测绘等方面的应用对激光测距的要求，脉冲式激光测距技术因其测量距离远，速度快等优点，成为首选方案。脉冲式激光测距的本质是测量发射波与反射波之间的时间间隔。但因时间间隔测量技术等因素的限制，这种脉冲式激光测距的精度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制方法，本专利技术采用同波长多路光源汇入一入射通道轮流发射，相同行进速度下可大大提高测量密度，而整个系统增加负担却很少。本专利技术目的通过下述技术方案来实现：一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，所述MEMS振镜扫描控制系统至少包括：FPGA主端、FPGA从端、驱动电路、MEMS振镜、驱动控制部、光电转换模块、放大整形模块和若干激光器；所述MEMS振镜、驱动电路、驱动控制部和放大整形模块分别与所述FPGA从端相连；所述MEMS振镜经其内设的位移检测传感器，实现MEMS振镜转动角度数据的测量，并将测得的扫描时刻的角度数据发送至FPGA从端；所述驱动电路还与所述MEMS振镜的驱动单元相连，用于实现MEMS振镜振动控制；所述驱动控制部还与所述激光器相连，用于实现激光器的激光发射的时序和间隔控制；各激光器经光路转换将多路入射光源合成一个入射通道后，将光路导向MEMS振镜，并由所述MEMS振镜将激光导向扫描目标；所述光电转换模块接收经目标反射的光回波，并将光信号转化为电信号发送至放大整形模块，由所述放大整形模块将回光时间信息发送至FPGA从端；且所述FGPA从端基于激光发射时间和回光时间，完成回光时间间隔数据测量；所述FPGA主端基于FPGA从端发送的扫描时刻的角度数据，配合回光时间间隔数据，完成扫描路线上的地理信息计算。根据一个优选的实施方式，所述MEMS振镜扫描控制系统还包括GPS模块，所述GPS模块与所述FPGA从端相连，用于实现GPS时间信息采集。根据一个优选的实施方式，所述MEMS振镜扫描控制系统还包括惯导模块，所述惯导模块与所述FPGA从端相连，用于实现惯导数据的采集。根据一个优选的实施方式，所述MEMS振镜扫描控制系统还包括ADC回波采样模块，所述ADC回波采样模块分别与放大整形模块和FPGA从端相连，用于实现回波强度数据采集。根据一个优选的实施方式，所述FPGA从端将GPS时间信息、惯导数据和回波强度数据经数据通道发送至FPGA主端。根据一个优选的实施方式，所述MEMS振镜扫描控制系统还包括PC机控制端，所述PC机控制端与所述FPGA主端相连，用于实现激光雷达的控制与测量结果显示。根据一个优选的实施方式，所述MEMS振镜扫描控制系统中激光器至少设置有四个。前述本专利技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本专利技术可采用并要求保护的方案；且本专利技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本专利技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。本专利技术的有益效果：通过本专利技术激光雷霆控制系统的结构设置，完成了将多路激光发射通道转化为一个激光接发射光路。避免了传统设备中的激光发射持续工作困难的问题，本专利技术采用同波长多路光源汇入一入射通道轮流发射，即是，通过四合一发射、单一接受的光路设计实现方法，在相同行进速度下可大大提高测量密度，而整个系统增加负担却很少，提高了设备的扫描效率。附图说明图1是本专利技术MEMS振镜扫描控制系统的结构示意图；图2是本专利技术激光雷达MEMS微振镜扫描示意图；图3是本专利技术MEMS振镜扫描控制系统的工作流程示意图；图4是是激光雷达平行扫描激光脚点示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。另外，本专利技术要指出的是，本专利技术中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本专利技术涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。实施例1：参考图1所示，本专利技术公开了一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，所述MEMS振镜扫描控制系统至少包括：PC机控制端、FPGA主端、FPGA从端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述MEMS振镜扫描控制系统至少包括：FPGA主端、FPGA从端、驱动电路、MEMS振镜、驱动控制部、光电转换模块、放大整形模块和若干激光器；/n所述MEMS振镜、驱动电路、驱动控制部和放大整形模块分别与所述FPGA从端相连；/n所述MEMS振镜经其内设的位移检测传感器，实现MEMS振镜转动角度数据的测量，并将测得的扫描时刻的角度数据发送至FPGA从端；/n所述驱动电路还与所述MEMS振镜的驱动单元相连，用于实现MEMS振镜振动控制；/n所述驱动控制部还与所述激光器相连，用于实现激光器的激光发射的时序和间隔控制；/n各激光器经光路转换将多路入射光源合成一个入射通道后，将光路导向MEMS振镜，并由所述MEMS振镜将激光导向扫描目标；/n所述光电转换模块接收经目标反射的光回波，并将光信号转化为电信号发送至放大整形模块，由所述放大整形模块将回光时间信息发送至FPGA从端；且所述FGPA从端基于激光发射时间和回光时间，完成回光时间间隔数据测量；/n所述FPGA主端基于FPGA从端发送的扫描时刻的角度数据，配合回光时间间隔数据，完成扫描路线上的地理信息计算。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述MEMS振镜扫描控制系统至少包括：FPGA主端、FPGA从端、驱动电路、MEMS振镜、驱动控制部、光电转换模块、放大整形模块和若干激光器；
所述MEMS振镜、驱动电路、驱动控制部和放大整形模块分别与所述FPGA从端相连；
所述MEMS振镜经其内设的位移检测传感器，实现MEMS振镜转动角度数据的测量，并将测得的扫描时刻的角度数据发送至FPGA从端；
所述驱动电路还与所述MEMS振镜的驱动单元相连，用于实现MEMS振镜振动控制；
所述驱动控制部还与所述激光器相连，用于实现激光器的激光发射的时序和间隔控制；
各激光器经光路转换将多路入射光源合成一个入射通道后，将光路导向MEMS振镜，并由所述MEMS振镜将激光导向扫描目标；
所述光电转换模块接收经目标反射的光回波，并将光信号转化为电信号发送至放大整形模块，由所述放大整形模块将回光时间信息发送至FPGA从端；且所述FGPA从端基于激光发射时间和回光时间，完成回光时间间隔数据测量；
所述FPGA主端基于FPGA从端发送的扫描时刻的角度数据，配合回光时间间隔数据，完成扫描路线上的地理信息计算。


2.如权利要求1所述的一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛宇亮，潘文武，窦延娟，王国亮，李光，张生帅，周文超，雍松林，游安清，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51