[发明专利]一种激光测距与通信一体化激光雷达

说明书

本发明提供了一种激光测距与通信一体化激光雷达，包括：测量主机和合作目标；所述合作目标固定在被测物体上且与被测物体通信连接；所述测量主机采用改变相邻脉冲时间间隔的调制方式对距离信息和角度信息进行调制并发送至所述合作目标，所述合作目标将接收到的距离信息和角度信息发送至所述被测物体，其中，所述距离信息包括所述测量主机与所述被测物体之间的距离，所述角度信息包括所述被测物体的俯仰角信息和方位角信息。本发明通过改变相邻脉冲时间间隔对通信信息进行调制，能够实现较远距离的激光通信。

技术领域

本发明涉及通信与测量领域，特别是涉及一种激光测距与通信一体化激光雷达。

背景技术

激光由于单色性优、方向性好以及抗干扰能力强的特点，被广泛应用于通信与测量领域，尤其在空间交会对接、星地激光通信以及车载激光雷达等方面均采用激光光源来完成测量与通信任务。在星地激光通信中，采用激光测量与激光通信相结合的方式进行星地信息互传，但在通信过程中，若要实现远距离通信，激光发射单元与接收单元体积都较大，应用范围受到限制，通常仅应用于深空探测环境。

在现有技术中，能同时满足空间应用环境与大气层内应用环境，并且能够进行高精度测量与实时通信的功能的小型化激光雷达的通信距离十分有限，因此，亟需一种激光测距与通信功能一体化的小型化激光雷达，以实现被测端与测量端的远距离激光测距与通信。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光测距与通信功能一体化激光雷达，能够实现较远距离的激光通信。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种激光测距与通信一体化激光雷达，其特征在于，所述激光测距与通信一体化激光雷达包括：测量主机和合作目标；所述合作目标固定在被测物体上且与被测物体通信连接；所述测量主机采用改变相邻脉冲时间间隔的调制方式对测量得到的距离信息和角度信息进行调制并发送至所述合作目标，所述合作目标将接收到的距离信息和角度信息发送至所述被测物体，其中，所述距离信息包括所述测量主机与所述合作目标之间的距离，所述角度信息包括所述合作目标的俯仰角信息和方位角信息。

可选地，在所述调制方式中，所述脉冲时间间隔范围设为192us-207us，当量为1us，所述距离信息和角度信息采用0至F的16进制码值进行编码，编码信息中各编码值通过对应的脉冲时间间隔发送，其中，所述16进制码值与192us-207us范围中的16个脉冲时间间隔一一对应。

可选地，所述测量主机包括：带有快反镜的激光发射模块、四象限探测器、主控电路模块和角度测量模块；所述合作目标包括：角锥镜；

所述激光发射模块，与所述主控电路模块连接，用于发射激光主波信号；

所述角锥镜，用于对所述激光主波信号进行反射，形成激光回波信号；

所述四象限探测器，用于对所述激光回波信号进行探测，并确定所述激光回波信号的脱靶量；

所述角度测量模块，包括角度编码器和伺服跟踪架，所述伺服跟踪架上安装所述快反镜，所述伺服跟踪架用于根据姿态信息对所述快反镜的姿态进行调整，以使所述激光回波信号光斑稳定在四象限探测器中心，所述角度编码器用于根据所述激光回波信号获得所述角度信息；

所述主控电路模块，用于根据所述脱靶量计算所述姿态信息。

可选地，所述姿态信息包括快反镜的俯仰角信息和方位角信息，所述伺服跟踪架包括俯仰调整机构和方位调整机构，所述俯仰调整机构根据所述快反镜的俯仰角信息对所述快反镜的俯仰角进行调整，所述方位调整机构根据所述快反镜的方位角信息对所述快反镜的方位角进行调整。

可选地，所述主控电路模块根据激光回波信号到达所述四象限探测器的时间和激光主波信号发出的时间计算所述距离信息。

可选地，所述主控电路模块包括：测距数字板和主控板；所述测距数字板与所述主控板连接；