[实用新型]光纤扫描式激光雷达系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤扫描式激光雷达系统，用于精确测量地表点云信息，属于激光雷达测量领域。

背景技术

机载激光雷达利用激光精准快速的测距功能成为近几年来新兴的自动化测量技术，新一代的机载激光雷达结合了全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)及及惯性导航系统(InertialNavigationSystem，INS)，具备高精度的定位定向能力，结合激光测距及光学扫描技术，能够快速获得大量且高密度分布于地表面的三维点位，获得点云资料，点云资料在测量上的应用目前是以建立高精度、高分辨率数字表面模型。对于国内来说，激光雷达技术的研究起步较晚，基础还比较薄弱。并且机载激光雷达系统会受到多种误差源的影响，近年来，机载激光雷达系统得到了迅速发展，但是总体只是一些定性的研究，而且对各误差源的定量估计还是是局限于几种主要的误差源上面，并且误差的理论研究和实际误差校正目的的结合还不够紧密。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。

本实用新型提供了一种光纤扫描式激光雷达系统，主要包括激光发射器、控制器、探测器、光纤、导航定位系统和数据处理存储系统，所述数据处理存储系统由编码器、处理器、AD转换器和数据记录仪构成，所述导航定位系统包括天线、IMU和GPS，所述光纤分别与激光发射器、控制器和探测器连接。

优选的，上述雷达系统还包括马达，所述光纤与马达连接。

优选的，上述光纤包括发射光纤阵列、接收光纤阵列和中心光纤。

优选的，上述中心光纤两端分别连接发射光纤阵列和接收光纤阵列。

优选的，上述控制器通过AD转换器连接处理器。

本实用新型提供的光纤扫描式激光雷达系统，采用光纤扫描的方式获得信号，能给快速准确地获得地面目标反射信号，为生成三维图像提供了高精度的雷达回波数据，快速获取高精度的地面三维点云坐标资料。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型工作时光斑扫描线地面示意图。

附图标记：1-激光发射器；2-控制器；3-探测器；4-光纤；5-马达；6-编码器；7-处理器；8-AD转换器；9-天线；10-IMU；11-GPS；12-数据记录仪。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型的光纤扫描式激光雷达系统光纤扫描式激光雷达系统主要包括激光发射器1、控制器2、探测器3、光纤4、导航定位系统和数据处理存储系统，数据处理存储系统由编码器6、处理器7、AD转换器8和数据记录仪12构成，导航定位系统包括天线9、IMU10和GPS11，光纤4分别与激光发射器1、控制器2和探测器3连接。

此外，雷达系统还包括马达5，光纤4与马达5连接。光纤4包括发射光纤阵列、接收光纤阵列和中心光纤。中心光纤两端分别连接发射光纤阵列和接收光纤阵列。控制器2通过AD转换器8连接处理器7。

本实用新型的工作原理具体如下：光纤(fiber)沿一条直线排列，光斑在地面上形成的扫描线呈平行或“Z”字型，如图2所示。该扫描方式通过一个倾斜的旋转反射镜，将中心光纤出射的激光脉冲序列依次耦合进中心光纤周围的发射光纤阵列中。再经过发射光学系统按照相应的角度出射，光纤的出射端呈线性排列并指向地面。从目标返回的激光回波，由具有相同设计的接收光路来接收。首先通过接收光学系统，依次耦合进接收光纤阵列中所对应的光纤，再由接收扫描系统依次扫描到探测器的光敏面上，最终形成被接收信号。如此，在发射通路和接收通路的每一根光纤按顺序同步工作，就可以形成对目标扫描，最终得到目标的三维图像。

本实用新型提供的光纤扫描式激光雷达系统，采用光纤扫描的方式获得信号，能给快速准确地获得地面目标反射信号，为生成三维图像提供了高精度的雷达回波数据，快速获取高精度的地面三维点云坐标资料。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。