[发明专利]一种激光扫描系统

权利要求书

1.一种激光扫描系统，其特征在于，包括：

激光器，用于发射工作激光；

准直单元，用于所述工作激光进行准直；

激光模式切换组件，用于对准直后的所述工作激光进行光束选择得到模式激光，所述激光模式切换组件包括三组不同模式的光学元件以及用于驱动所述光学元件切换的动力组件，所述三组不同模式的光学元件分别为柱面镜、光阑和衍射光学元件，所述柱面镜窗口对应的是线激光扫描模式，所述光阑窗口对应的是单点细光束测量模式，所述衍射光学元件窗口对应的是多点激光定位测量模式；

反射元件，用于按照数字模拟信号的指令产生不同角度的变形振动，以使得所述模式激光定位在需要被监测的目标区域；

成像系统，用于接收并汇聚所述模式激光在所述目标区域漫反射形成的漫反射光束，对所述漫反射光束进行解析；

光电探测器，用于对所述成像系统汇聚的光斑进行光电转化，记录产生电信号数据。

2.根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，还包括：

所述激光模式切换组件还包括用于放置所述三组不同模式的光学元件的安装部，所述动力组件带动所述安装部移动，以实现所述光学元件的窗口切换。

3.根据权利要求2所述的激光扫描系统，其特征在于，所述动力组件为步进电机或气动装置。

4.根据权利要求3所述的激光扫描系统，其特征在于，所述安装部包括载体、设置在所述载体上用于安装所述三组不同模式的光学元件的通孔以及传动组件，所述动力组件通过所述传动组件带动所述载体移动。

5.根据权利要求4所述的激光扫描系统，其特征在于，所述载体包括长方形板以及用于支撑所述长方形板滑动的导轨，所述传动组件包括沿长度方向设置在所述长方形板的侧面的直齿条以及与所述直齿条啮合传动的直齿轮，所述直齿轮套设在所述步进电机的转轴上，所述长方形板在所述步进电机带动下沿所述导轨实现往复移动，沿所述长方形板的长度方向依次三个所述通孔，三个所述通孔分别安装所述柱面镜、所述光阑和所述衍射光学元件。

6.根据权利要求3所述的激光扫描系统，其特征在于，所述安装部与所述步进电机的转轴传动连接，沿所述安装部的圆周方向间隔设有三个通孔，所述三个通孔分别安装所述柱面镜、所述光阑和所述衍射光学元件。

7.根据权利要求5或6所述的激光扫描系统，其特征在于，所述安装部为金属板，在所述金属板的表面进行阳极氧化处理。

8.根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，所述光电探测器为面阵光电探测器，所述面阵光电探测器的响应区域包括单排像素线阵列、全局像素响应。

9.根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，所述成像系统为四片式成像系统，所述四片式成像系统包括双凸透镜、平凸透镜、平凹透镜以及正焦度透镜。

10.根据权利要求1所述的激光扫描系统，其特征在于，所述激光器为垂直腔面发射激光器。

11.根据权利要求8所述的激光扫描系统，其特征在于，所述激光模式切换组件具体用于：

在切换至线激光扫描模式时，所述微机电结构反射元件绕着其中心垂轴角度做单一方向地扭摆，完成对目标区域的扫描，所述光电探测器的响应区域为单排像素线阵列，读取出每一组单排像素的图像数据，进行图像拼接处理；

在切换至单点测量模式时，所述微机电结构反射元件增加俯仰方向的运动，使得模式激光照射在之前扫描过的区域中，漫反射激光传播至所述光电探测器的中心响应区域时，将得到的单点图像作为精准测量的基准点；

在切换至多点定位模式时，所述微机电结构反射元件增加多方向预置角度运动，调整多条模式激光定位在目标区域的有效位置，所述光电探测器的响应区域为全局像素响应，得到的多点图像数据实时与基准点进行差值计算，得到的结果与对目标物操作的源命令进行对比，根据对比结果实时地对所述目标物进行姿态调整，完成对误差的校正。