本申请提供一种抗云雾烟雾的激光近距探测方法及装置，方法包括：步骤1：激光发射模组10向目标区域发射可改变光束出射角度的光束L，实现对目标区域的扫描；步骤2：激光接收模组20高频采样经目标区域漫反射的回波信号；步骤3：微控制处理系统30对回波信号进行处理，获取云雾烟雾状态及目标区域轮廓信息。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光近距探测领域，具体涉及一种抗云雾烟雾的激光近距探测方法及装置。
技术介绍
1、抗云雾烟雾干扰技术对激光近距探测领域的重要技术。当激光近距探测装置进入云雾环境中，会导致激光近距探测装置虚警，错误输出执行信号。因此，提高激光近距探测装置的抗云雾烟雾干扰能力对激光近距探测装置的应用有很高的价值。
2、现有技术中，激光近距探测装置的抗云雾烟雾干扰主要基于视觉成像，视觉成像方法将云雾烟雾粒子作为动态干扰予以去除。但受环境光照变化的干扰，并不能完全有效解决问题。
3、为了增强激光近距探测装置的稳定性和可靠性，针对云雾烟雾环境下的激光雷达数据抗干扰方法的研究有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种抗云雾烟雾的激光近距探测方法及装置，能够增强激光近距探测装置的稳定性和可靠性。
2、第一方面，本申请提供一种抗云雾烟雾的激光近距探测方法，方法包括：
3、步骤1：激光发射模组10向目标区域发射可改变光束出射角度的光束l，实现对目标区域的扫描；
4、步骤2：激光接收模组20高频采样经目标区域漫反射的回波信号；
5、步骤3：微控制处理系统30对回波信号进行处理，获取云雾烟雾状态及目标区域轮廓信息。
6、优选的，步骤1包括：
7、步骤11：第一准直光源模块11、第二准直光源模块12、第三准直光源模块13分别发射三个不同波长的窄脉冲信号l1、窄脉冲信号l2和窄脉冲信号l3，
>8、步骤12：第一准直光源模块11和第二准直光源模块12发射的光束通过第一合束模块14合并为一路光束；9、步骤13：合并后的一路光束通过第二合束模块15与第三准直光源模块13发射的光束合并为一路光束l；
10、步骤14：扫描模块16将光束l以不同角度反射出去，实现对目标区域的扫描。
11、优选的，步骤3包括：
12、步骤31：在无云雾烟雾干扰环境下，分别采集第一接收模块21的数据集s11、第二接收模块22的数据集s21、第三接收模块23的数据集s31，结合扫描模块16的扫描频率f及相关角度系数h，拆解三组数据集，实现目标区域轮廓识别，参考实际目标区域，完成装置初始参考系数标定；
13、步骤32：目标区域固定，施加云雾烟雾干扰，分别采集第一接收模块21的回波数据s12、第二接收模块22的回波数据s22、第三接收模块23的回波数据s32，根据扫描模块16的扫描频率f，结合相关角度系数h，对回波数据进行高斯分解，获取目标的距离d，比对三组数据解析结果，判断目标轮廓；结合激光雷达传输方程和大气衰减的经验公式解算出大气能见度v，根据大气能见度v判断探测的区域范围，实时调整有效目标探测指标，从而提高激光近距探测装置的虚警率。
14、优选的，步骤31具体包括：
15、步骤311：根据扫描模块16的扫描频率f及相关角度系数h，利用公式θ＝f(f,h)，确定扫描模块16的每个扫描点的角度θ；
16、步骤312：根据实际目标区域对应的角度修正扫描模块每个扫描点的角度θ，利用得到角度修正系数ai，其中，i为扫描模块扫描的点数，角度修正系数ai为每个点对应角度的角度修正系数；
17、步骤313：根据数据集s11、s12、s13中的时间信息t和回波信号s(n)结合扫描频率f利用公式s(t)＝f(t,f,s(n))进行分段，得到每个点的回波信号s(t)；
18、步骤314：根据每个点的回波信号s(t)与脉冲驱动信号的相位差δt，从而获取该点的距离d，结合对应的角度θ获取目标轮廓信息；结合实际目标信息进行数据修正，得到距离修正系数δi。
19、优选的，步骤32具体包括：
20、步骤321：利用角度修正系数ai，修正扫描模块每个扫描点的角度θ，得到每个点的角度θi；
21、步骤322：根据回波数据s12、s22、s32中的时间信息t和回波信号s(n)结合扫描频率f，利用公式s(t)＝f(t,f,s(n))进行分段，得到每个点的回波信号si(t)，其中，i为扫描模块扫描的点数；
22、步骤323：采用高斯模型对回波信号si(t)进行分解，建立云雾烟雾干扰环境下的脉冲激光回波高斯模型：
23、
24、式中：bi为第i个高斯脉冲幅值；ti为第i个高斯脉冲峰值位置；τi为i个高斯脉冲半高宽；n(t)为噪声。
25、步骤324：利用脉冲激光回波高斯模型，计算出目标回波于发射脉冲延时及目标到激光近距探测装置的距离；
26、步骤325：利用目标到激光近距探测装置的距离，结合修正系数δi和每个扫描点的角度θi，生成三路回波解析的目标轮廓；
27、步骤326：比对三路回波解析的目标轮廓，两路以上目标轮廓相似度＞50％，则认为目标为真实目标；若三路识别结果不同，则假定固定距离处的云雾烟雾为目标，对信号进行处理，获取该位置处的回波功率，结合激光雷达传输方程和大气衰减的经验公式解算出大气能见度v，根据能见度和激光发射功率判断探测装置的探测范围。
28、第二方面，本申请提供一种抗云雾烟雾的激光近距探测装置，包括激光发射模组10、激光接收模组20、微处理系统30和靶板40，其中：
29、激光发射模组10包括第一准直光源模块11、第二准直光源模块12、第三准直光源模块13、第一合束模块14、第二合束模块15、扫描模块16；
30、激光接收模组20包括第一接收模块21、第二接收模块22、第三接收模块23；
31、微控制处理系统30分别与第一准直光源模块11、第二准直光源模块12、第三准直光源模块13、第一接收模块21、第二接收模块22、第三接收模块23、扫描模块16电路连接；第一准直光源模块11光束输入第一合束模块14的端口1，第二准直光源模块12光束输入第一合束模块14的端口2，第一合束模块14的端口3输出的光束，输入第二合束模块15的端口1，第三准直光源模块13光束输入第二合束模块14的端口2，第二合束模块15端口3的输出光束导向扫描模块16发射光束l，扫描模块16将光束l反射至靶板40区域进行扫描；靶板40设置在激光发射模组10的激光发射预设范围内，激光发射模组10和激光接收模组20位置相同，距离靶板40的距离相同；第一接收模块21、第二接收模块22、第三接收模块23均能接收靶板40的漫反射信号。
32、优选的，第一准直光源模块11、第二准直光源模块12通过第一合束模块14合并为一路光束，再通过第二合束模块15与第三准直光源模块13合并为一路光束l；扫描模块16将光束l以不同角度反射出去，完成对靶板40区域轮廓扫描。
33、优选的，第一接收模块21接收第一准直光源模块11的回波信号、第二接收模块22接收第二准直光源模块12的回波信号、第三接收模块23接收第三准直光源模块13的回波信号。
<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗云雾烟雾的激光近距探测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤31具体包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤32具体包括：
6.一种抗云雾烟雾的激光近距探测装置，其特征在于，包括激光发射模组(10)、激光接收模组(20)、微处理系统(30)和靶板(40)，其中：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，第一准直光源模块(11)、第二准直光源模块(12)通过第一合束模块(14)合并为一路光束，再通过第二合束模块(15)与第三准直光源模块(13)合并为一路光束L；扫描模块(16)将光束L以不同角度反射出去，完成对靶板(40)区域轮廓扫描。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，第一接收模块(21)接收第一准直光源模块(11)的回波信号、第二接收模块(22)接收第二准直光源模块(12)的回波信号、第三接收模块(23)接收第三准直光源模块(13)的回波信号。
...
【技术特征摘要】
1.一种抗云雾烟雾的激光近距探测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤31具体包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤32具体包括：
6.一种抗云雾烟雾的激光近距探测装置，其特征在于，包括激光发射模组(10)、激光接收模组(20)、微处理系统(30)和靶板(40)，其中：
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【专利技术属性】
技术研发人员：贺伟，师博，白艳莉，
申请(专利权)人：西安天谛伟创探测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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