[发明专利]一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿装置及方法

权利要求书

1.一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿装置及方法，所述一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿装置包括激光发射指向扰动补偿机械装置(2)和激光发射指向扰动补偿控制装置(3)；所述激光发射指向扰动补偿机械装置(2)，其特征在于包括二维转动框架、扫描镜和扫描镜电机；所述二维转动框架的x轴指向飞机飞行方向，y轴指向右机翼方向并垂直于x轴；所述扫描镜的激光反射点在所述二维转动框架的转动中心处；所述激光发射指向扰动补偿控制装置(3)，其特征在于包括激光发射指向扰动补偿控制器、滚动角扰动补偿驱动装置、俯仰角扰动补偿驱动装置；机载激光雷达系统中的激光测距系统(1)、所述激光发射指向扰动补偿机械装置(2)、所述激光发射指向扰动补偿控制装置(3)、POS系统(4)均固装在机载平台(5)上；所述一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿方法，其特征在于通过所述POS系统(4)获得所述机载平台(5)的实时姿态角扰动值，提供给所述激光发射指向扰动补偿控制装置(3)，对所述激光发射指向扰动补偿机械装置(2)进行随动控制，使所述二维转动框架的x轴和y轴框架分别反向旋转滚动角和俯仰角扰动幅值的一半，补偿机载平台滚动角和俯仰角扰动的不利影响，保持激光发射束的指向始终与理想设计方向相同。

2.按照权利要求1所述的一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿装置及方法，其特征在于所述激光发射指向扰动补偿机械装置(2)包括扫描镜电机(21)、扫描镜(22)、x轴光电轴角编码器(23)、x轴旋转电机(24)、y轴光电轴角编码器(25)、y轴旋转电机(26)、x轴框架(27)、y轴框架(28)、固定安装框架(29)；所述扫描镜电机(21)和所述扫描镜(22)安装在所述x轴框架(27)里；由所述x轴旋转电机(24)和所述x轴光电轴角编码器(23)实现所述x轴框架(27)的驱动和实际转角测量，实现滚动角扰动补偿；所述x轴旋转电机(24)、所述x轴光电轴角编码器(23)及所述x轴框架(27)均安装在所述y轴框架(28)上；由所述y轴旋转电机(26)和所述y轴光电轴角编码器(25)实现所述y轴框架(28)的驱动和实际转角测量，实现俯仰角扰动的补偿；所述y轴旋转电机(26)、所述y轴光电轴角编码器(25)及所述y轴框架(28)均安装在所述固定安装框架(29)上；所述固定安装框架(29)固装在所述机载平台(5)上；所述扫描镜(22)的激光反射点位于二维转动框架的转动中心处。

3.按照权利要求1所述的一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿装置及方法，其特征在于所述激光发射指向扰动补偿控制装置(3)包括激光发射指向扰动补偿控制器(31)、滚动角扰动补偿驱动装置(32)、俯仰角扰动补偿驱动装置(33)。

4.按照权利要求1所述的一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿装置及方法，其补偿方法的特征在于由所述POS系统(4)测得所述机载平台(5)的滚动角和俯仰角扰动，提供给所述激光发射指向扰动补偿控制装置(3)，控制所述激光发射指向扰动补偿机械装置(2)的所述x轴框架(27)和所述y轴框架(28)的转角，进行随动闭环控制，使所述x轴框架(27)和所述y轴框架(28)分别反向旋转滚动角扰动和俯仰角扰动幅值的一半，使扫描镜反射的激光束指向不受机载平台滚动角扰动和俯仰角扰动的不利影响。

5.按照权利要求1、2、3所述的一种机载激光雷达激光发射指向扰动的补偿装置及方法，其特征在于本专利提出的装置和方法可同时实现所述机载平台(5)的滚动角扰动和俯仰角扰动对机载激光指向不利影响的实时高精度补偿。