[发明专利]激光扫描控制系统及方法

说明书

本公开的实施例涉及用于激光扫描控制的技术且公开了一种激光扫描控制系统，一种用于控制激光扫描的方法和一种包括存储指令的非暂态存储单元。一种系统包括用于通过控制以下各项来执行协同扫描控制的控制设备：镜驱动器，用于通过运动镜控制信号沿着期望镜位置来驱动镜；激光驱动器，以及用于通过脉冲触发控制信号来引起要在期望镜位置处入射到镜上的激光脉冲的生成。控制设备包括基于反馈运动测量来提供估计运动信息的运动估计器，以通过将用于触发激光脉冲的期望调度适配估计运动信息，来生成脉冲触发控制信号。

技术领域

所提供的示例涉及激光扫描控制系统和方法。

背景技术

激光扫描控制系统和方法允许将激光脉冲引向特定方向。特别地，镜可以运动(例如，振荡)，使得光脉冲朝向多个方向被反射。

例如，由于振动、温度、压力等原因，激光扫描控制可能会失去准确性。由于预先选择了方向，因此优选的是，获取一种激光扫描控制系统，该系统可以确保光的反射方向的最大可能精度，即使在存在扰动和外部影响(例如，由于振动)的情况下。

发明内容

根据一个方面，提供了一种激光扫描控制系统，该激光扫描控制系统包括用于通过控制以下各项来执行协同扫描控制的控制设备：

镜驱动器，用于通过运动镜控制信号沿着期望镜位置来驱动镜；

以及

激光驱动器，用于通过脉冲触发控制信号来引起要在期望镜位置处入射到镜上的激光脉冲的生成，

其中控制设备包括用于基于与镜的运动相关联的反馈运动测量来提供估计运动信息的运动估计器，从而通过将用于触发激光脉冲的期望调度适配估计运动信息来生成脉冲触发控制信号。

因此，可以实现镜运动的更可靠的定时：激光脉冲生成与脉冲触发控制信号同步，而脉冲触发控制信号又与估计运动信息同步，而估计运动信息又与反馈位置测量同步，反馈位置测量又与镜的运动同步。因此，仅在镜实际上处于预先选择的位置时才触发激光脉冲。因此，光将仅在预先选择的方向上被引导。

例如，镜的运动或位置被测量或以其他方式被重构，并且被用于自适应地校正预先选择的角度的射击角度。

根据一个方面，提供了一种位置估计器(其可以例如基于卡尔曼滤波器)，该位置估计器包括：

预测器，用于预测与镜的运动相关联的运动信息；以及

校正器，用于校正预测运动信息，以提供经校正的运动信息作为估计运动信息。

预测器可以基于例如基于机械元件和机电元件及这些元件的参数(诸如以下中的至少一项：惯性、阻尼镜运动的线性阻尼因子、与镜的运动相关联的线性和/或非线性三次刚度参数等)之间的动力学交互的模型。

预测器可以预测控制系统无法获取的未来状态(例如，运动信息)。随后，校正器可以通过补偿来自预测状态的误差来校正第一估计。特别地，校正可以基于预测输出与测量输出之间的比较。

这种位置估计器可以例如用于控制脉冲的生成。结合脉冲的生成或独立于脉冲的生成，位置估计器可以用于改善用于对镜的运动(例如，振荡)进行定时的PLL环路的定时。

根据一个方面，提供了一种方法，该方法包括：

根据同步运动来驱动镜的运动；

根据反馈位置测量来估计运动信息；以及

执行以下操作中的至少一项：

通过将预先选择的调度适配估计运动信息来生成脉冲触发控制信号；

通过考虑估计运动信息来对运动镜控制信号进行定时。