[发明专利]一种激光雷达光路装调方法

说明书

本发明提出一种激光雷达光路装调方法，操作方便，能够满足激光雷达光路高效率、高精度装调；且调焦镜运动过程中，调焦镜在各个位置均能保证与其他镜片同轴。激光雷达光路包括：光路外壳以及同轴安装在光路外壳内的准直镜A、准直镜B、调焦镜和胶合镜，该方法包括对准直镜A、准直镜B、调焦镜和胶合镜的装调，其中对调焦镜时，首先将调焦电机的运动轴线与其他镜片轴线调一致，然后再调节调焦镜与其他镜片同轴，以保证调焦镜在运动过程中，调焦镜轴线与其他镜片的轴线一致。

技术领域

本发明属于机械设计领域，特别涉及一种激光雷达光路装调方法。

背景技术

激光雷达光学系统主要包括激光光源、准直镜A、准直镜B、调焦镜、胶合镜组成，如图1所示。激光光源发射激光，激光依次通过准直镜A、准直镜B、调焦镜、胶合镜投射到被测物表面，在物体表面发生反射，探测器接受物体表面返回的光强，从而完成对被测物测量。为了保证测量的准确性，各个镜片安装的相对位置极其严格，尤其是各个镜片的间距与镜片之间的同轴度，因此实现一种适用于激光雷达光路的高精度装调方法具有重要意义。

现有技术中关于光学镜片装调的方法包括：(1)采用经纬仪进行光路装调；(2)利用内窥镜将不可见光示为可见光，达到了对激光光轴进行可视性调整；(3)在反射镜与干涉仪之间的适当位置放置透射镜，根据与干涉仪连接的计算机显示的透射镜云图和干涉图样来对镜片位置进行调整等方法。

但是对于需要封装在一个筒形件中的激光雷达光路，并且要求在调焦电机带动调焦镜在整个调焦行程中调焦镜与其他镜片同轴度不变，这些方法应用于激光雷达光路装调都不是很方便，对光有遮挡或者激光雷达光路装调空间不能满足要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种激光雷达光路装调方法，操作方便，能够满足激光雷达光路高效率、高精度装调；且调焦镜运动过程中，调焦镜在各个位置均能保证与其他镜片同轴。

本发明的技术方案是：一种激光雷达光路装调方法：该装调方法采用的装调台包括：支撑平台、转台、定心仪立柱和定心仪目镜；所述转台和所述定心仪立柱固定在支撑平台上；所述定心仪目镜安装在定心仪立柱上，使所述定心仪目镜的光轴与所述转台的回转轴轴线重合；所述定心仪目镜能够沿定心仪立柱上下移动；所述转台表面设置有安装台面，令水平面内左右方向为X向，前后方向为Y向，竖直方向为Z向，所述安装台面具有沿X向平移、沿Y向平移以及绕Y向转动的自由度；

激光雷达光路装调过程为：

步骤一：将光路外壳竖直放置在所述转台的安装台面上，将所述光路外壳轴线与所述转台回转轴轴线调至重合后，将所述光路外壳固定在安装台面上；

步骤二：根据准直镜A、准直镜B、调焦镜、胶合镜的设计间距与设计曲率计算各个镜面球心像的位置，以确定其在光路外壳中的安装位置；

步骤三：准直镜A的装调：

依据步骤二所确定的安装位置将准直镜A放入光路外壳中，上下移动定心仪目镜调整定心仪目镜位置，保证从所述定心仪目镜中能够观察到所述准直镜A的球心像；然后旋转转台，如果准直镜A的球心像在定心仪目镜中画圆，表明所述准直镜A轴线与转台的回转轴轴线之间存在偏心位移或/和偏心角，通过调整转台的安装台面调整所述准直镜A的位置或/和角度，直到旋转转台时所述准直镜A的球心像在定心仪目镜中的位置不动；然后将所述准直镜A固定在所述光路外壳中；

步骤四：准直镜B的装调：

依据步骤二所确定的安装位置将所述准直镜B放入光路外壳中；调整定心仪目镜位置，保证从所述定心仪目镜中能够观察到所述准直镜B的球心像；然后旋转转台，如果准直镜B的球心像在定心仪目镜中画圆，表明所述准直镜B轴线与所述转台回转轴轴线之间存在偏心位移或/和偏心角，对所述准直镜B的位置或/和角度进行调整，直到旋转转台时所述准直镜B的球心像在定心仪目镜中的位置不动，然后将所述准直镜B固定在光路外壳中；