[发明专利]一种相干多普勒测风激光雷达系统及其控制方法

权利要求书

1.一种用于相干多普勒测风激光雷达系统的控制方法，所述相干多普勒测风激光雷达系统包括激光光源、分光器件、聚焦透镜和光电探测器，其中所述系统还包括变焦准直透镜组和光束旋转镜头，所述光束旋转镜头由两枚楔形棱镜构成，所述方法包括同步锁相算法，所述同步锁相算法包括下述步骤：

(1)通过九轴传感器读取旋转轴；

(2)将三维数据加速度数据映射到垂直于旋转轴的平面；

(3)将静止时加速度映射到垂直于旋转轴的平面；

(4)计算静止时加速度和动态时加速度的角度差；和

(5)通过低通滤波更新棱镜旋转角；

其中，所述相干多普勒测风激光雷达系统整体安装在风机轮毂内部，且跟随轮毂同步旋转。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过调节光束旋转镜头的棱镜旋转速度，保持测风扫描速度恒定。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当检测到风机风轮停止旋转时，旋转透镜也停止工作，并将锥角归零，使雷达直视风轮前方。

4.如权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述变焦准直透镜组由两块非球面透镜组成，且其中一块非球面透镜构造成能相对于另一块非球面透镜沿着光轴方向移动。

5.如权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述两枚楔形棱镜都包括位置编码器。

6.如权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，激光雷达自身包含旋转扫面机构，保证获取风轮前方风速的数据刷新速率满足1Hz～100Hz要求。

7.如权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，还包括用于获取雷达实时工作状态信息的传感器。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述传感器包括下述中的一种或几种：编码器、加速度传感器、重力传感器和地磁传感器。