[实用新型]一种LiDAR多光路功率自动平衡系统

说明书

本实用新型公开了一种LiDAR多光路功率自动平衡系统，包括光功率测量系统、可快换测试治具、产品姿态调整系统、产品通讯模块、上机柜以及下机柜，所述光功率测量系统、可快换测试治具、产品姿态调整系统、产品通讯模块均安装在上机柜内，所述下机柜内设置有集成控制系统，集成控制系统通过产品通选模块与光功率测量系统、可快换测试治具、产品姿态调整系统信号通讯连接。所述自动平衡系统可以有效实现LiDAR多光路功率平衡的全自动化，实用性高。

技术领域

本实用新型涉及一种LiDAR多光路功率自动平衡系统，涉及LiDAR光路设计技术领域。

背景技术

在LiDAR的光路设计过程中，回波功率对于LiDAR 而言是个非常重要的参数，其数学模型为：

其中：为回波功率；为发射功率；为接收机孔径；为物体表面反射率；α为入射角；为系统传输率；为大气传输率。

可见，回波功率与发射功率成正比、与入射角成反比、与距离的平方成反比。那么，发射功率在产品出厂前的标定以及多光路的功率平衡就显得至关重要了。

而目前LiDAR 光路设计从探测角度讲有如下特征：波长属于不可见光；多光路；各光路的发射角度各异；Tx透镜模组在组装过程中有一定误差；产品视窗异形；光功率探头需与光路正交；光路需在光功率探头靶心一定半径内；光功率探头与产品视窗表面距离需近。

综上可知，在实际应用中是无法通过人眼直接辨别光路，使得传统手持光功率探头的探测方式处于盲人摸象或过分依赖于经验的现象；而且穿透方式对单光路测量已经无法胜任，对多光路且发射角度各异的测量效果也不好。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可全自动化实现LiDAR多光路功率平衡的多光路功率自动平衡系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种LiDAR多光路功率自动平衡系统，包括光功率测量系统、可快换测试治具、产品姿态调整系统、产品通讯模块、上机柜以及下机柜，所述光功率测量系统、可快换测试治具、产品姿态调整系统、产品通讯模块均安装在上机柜内，所述下机柜内设置有集成控制系统，集成控制系统通过产品通选模块与光功率测量系统、可快换测试治具、产品姿态调整系统信号通讯连接。

作为优选，设上机柜的前后方向为X向，上下方向为Z向，所述姿态调整系统包括底座板、X轴运动机构、Z轴运动机构、二自由度调节机构，底座板水平固定在上机柜内的前侧，所述Z轴运动机构固定在底座板下方且用于底座板的上下升降运动，所述二自由度调节机构通过固定连接组件安装在X轴运动机构的活动部上且位于X轴运动机构上方，所述X轴运动机构安装在底座板上且用于二自由度调节机构整体的前后水平运动。

作为优选，所述二自由度调节机构包括一体安装的Pitch旋转轴机构与Yaw旋转轴机构。

作为优选，所述可快换测试治具用于固定产品且包括治具载座、旋转压紧气缸、电信号连接气缸，所述治具载座中部设有用于放置产品的仿形型腔，旋转压紧气缸的缸体固定在治具载座侧面且其活塞杆连接一压块且用于产品顶部的压紧动作，所述电信号连接旗杆固定在治具载座的后侧且用于产品与控制系统的电信号连接，所述治具载座固定在Yaw旋转轴机构上。

作为优选，所述光功率测量系统包括测量治具底座、采集单元和测量单元，采集单元安装在测量治具底座的前侧且用于光路的采集，测量单元安装在测量治具底座的后侧且用于光功率的测量并与采集单元通过专用电缆连接，所述光功率测量系统安装在上机柜后侧且与可快换测试治具前后相对设置。

作为优选，所述采集单元包括积分球以及与其连接的光功率探头，所述积分球入射孔的中心法线经过产品的光路中心，且与姿态调整系统的Yaw旋转轴运动机构的中心轴正交。