[实用新型]离轴式激光雷达

说明书

本实用新型提供了离轴式激光雷达，所述离轴式激光雷达包括激光发射单元和光接收单元；所述光接收单元包括：第一光接收单元包括第一望远镜组件，所述第一望远镜组件的光学主轴与所述激光发射单元的光学主轴不共线；第二光接收单元包括第二望远镜组件，所述第二望远镜组件的光学主轴与所述激光发射单元的光学主轴不共线；所述第二望远镜组件的口径大于所述第一望远镜组件的口径；所述离轴式激光雷达进一步包括：光偏转单元，所述光偏转单元分别设置在所述激光发射单元的出光处以及光接收单元的入光处。本实用新型具有盲区小、结构简单、调节方便等优点。

技术领域

本实用新型涉及大气测量，特别涉及离轴式激光雷达。

背景技术

随着激光雷达遥感技术在大气环境监测、航天、通信、导航和定位等高新技术领域的广泛应用，目前受到了越来越多的关注。激光雷达系统整体可分为激光发射、回波信号接收和采集及控制三大部分，激光器发射的激光通过与大气中的气溶胶及各种大气成分的作用而产生后向散射信号，经探测器接收和数据采集处理后反演得到大气相关参数以实现不同探测需求。

在激光雷达系统中，发射光路和接收光路的光学同轴性是一个必须解决的难题。在实际的应用中，环境因素的变化和机械振动都会引起其光轴的偏离，从而会导致大量的测量信号无效，给信号的测量带来误差。因此在每次使用激光雷达进行测量之前，都需要进行收发光路的同轴调整，而同轴调整的主要方式就是人工对反射镜或反射棱镜进行精细的调整进而实现光路的偏转。但是该种方法存在对反射镜的调节和固定结构要求更高，需要借助于精密光学调整支架和水平仪器，进行精细的调整操作，比较费时繁琐，难度较大，且对环境的适应性也更差。

中科院安光所王珍珠在“ZL200810019534.3激光雷达发射与接收光路平行调整系统及方法”中，通过在激光器前方的光路中安装对接镜、全反射镜、接收望远镜镜筒前方安装的一对直角棱镜，从角反射器出射的激光束进入接收望远镜镜筒并聚焦在接收望远镜的焦平面内，聚焦的激光光斑经过90°转向镜转向后在CCD上成像，通过观察激光光斑图像的形状来判定光路是否平行并进行调整，该方式调整需对结构件的安装、加工精度要求较高。

哈尔滨工业大学任德明在“CN201110088354.2激光雷达的同轴发射与接收系统及该系统的同轴调整方法”中，通过电机转动控制第一反射镜的俯仰和方位，在运行激光器时实时获取CCD摄像机采集到的图像质心位置，经计算和控制与接收背景光时采集到的图像质心位置的偏差来实现同轴调整，该调整方法中需要调节反射镜的俯仰和方位，固定结构容易受到温度和振动的影响，同时整个系统使用较多光学元件，并通过电机控制，成本较高且在一致性和稳定性等方面存在一定的问题。

目前市场上的激光雷达多为同轴系统，光路调节方式繁琐，对结构件加工精度要求高，容易受温度、振动等环境因素影响，稳定性不行，应用上难以大规模推广。

实用新型内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种盲区小、结构简单、调节方便的离轴式激光雷达。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

离轴式激光雷达，所述离轴式激光雷达包括激光发射单元和光接收单元；所述光接收单元包括：

第一光接收单元，所述第一光接收单元包括第一望远镜组件，所述第一望远镜组件的光学主轴与所述激光发射单元的光学主轴不共线；

第二光接收单元，所述第二光接收单元包括第二望远镜组件，所述第二望远镜组件的光学主轴与所述激光发射单元的光学主轴不共线；所述第二望远镜组件的口径大于所述第一望远镜组件的口径；

所述离轴式激光雷达进一步包括：

光偏转单元，所述光偏转单元分别设置在所述激光发射单元的出光处以及光接收单元的入光处。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：