[发明专利]一种三维激光雷达测距系统

摘要

本发明公开了一种三维激光雷达测距系统，系统从上至下依次设置有：用于向待测目标发射激光并接收目标反射的激光信号的激光雷达旋转部；用于驱动所述激光雷达旋转部的旋转机构；用于对获取的目标反射的激光信号进行处理以及驱动旋转机构的激光雷达固定部；所述激光雷达旋转部和激光雷达固定部通过所述旋转机构连接。本发明利用机械旋转扫描机构产生具有一定张角的激光，实现垂直方向上的一维扫描，利用旋转扫描机构，实现水平方向上的一维扫描，从而实现一定范围的三维扫描，实现对目标地物的方位识别。

主权项

1.一种三维激光雷达测距系统，其特征在于，系统从上至下依次设置有：用于向待测目标发射激光并接收目标反射的激光信号的激光雷达旋转部；用于驱动所述激光雷达旋转部的旋转机构；用于对获取的目标反射的激光信号进行处理以及驱动旋转机构的激光雷达固定部；所述激光雷达旋转部和激光雷达固定部通过所述旋转机构连接；所述激光雷达旋转部上设置有用于向待测目标发射激光信号并进行光学准直的激光发射组件和发射光学组件；用于将待测目标反射的激光信号进行聚焦的并进行光电转换，将转换后的激光信号发送至所述激光雷达固定部进行处理的接收光学组件和光电探测器；所述激光发射组件、所述发射光学组件、所述接收光学组件、所述光电探测器依次连接；所述激光雷达固定部上设置有用于对所述光电探测器发射和接收的信号进行处理的后继放大电路；用于控制发射激光脉冲、对所述光电探测器输出的信号进行采集和飞行时间测量的信号处理模块；用于驱动所述旋转机构的水平旋转扫描机构；用于获取所述激光雷达旋转部旋转的角位置的水平旋转角位置传感器；所述信号处理模块、所述水平旋转扫描机构、所述水平旋转角位置传感器依次连接；所述后继放大电路上设置有用于将激光信号转换为电信号的跨阻放大电路；用于将电信号进行放大的及滤波的压控放大电路；用于将电信号进行时刻鉴别的时刻鉴别电路；用于将处理后的电信号的峰值进行保持的峰值保持电路；所述跨阻放大电路、所述压控放大电路、所述时刻鉴别电路、所述峰值保持电路依次连接；所述信号处理模块上还设置有用于对激光信号进行驱动激光驱动单元；对激光信号进行放大的后继放大电路；用于对后继放大电路接收的信号进行时间测量的时间测量电路；用于对后继放大电路接收的信号进行反射强度采集的比较器；用于对后继放大电路接收的信号进行解算的微处理器；所述激光驱动单元、所述后继放大电路、所述时间测量电路、所述比较器、所述微处理器依次连接；第一扫描机构在扫描机构驱动电路的作用下控制激光雷达旋转部水平旋转，第二扫描机构在扫描机构驱动电路的作用下控制反射镜垂直旋转，第一角位置传感器获取水平旋转的角度，第二角位置传感器获取垂直旋转的角度；处理器控制激光脉冲驱动单元控制半导体激光器发射激光，发射的激光由第一光电探测器进行接收后，经第一后续放大电路放大后，向目标发射，第一计时器用于记录发射激光向目标发射的时间，发射的激光照射目标后生成回波激光，回波激光由第二光电探测器接收，并经第二后续放大电路放大，第二计时器记录回波激光返回的时间，处理器获取激光发射的时间和回波激光的返回的时间并计算时间差，根据光速计算出目标的距离，结合第一角位置传感器和第二角位置传感器测得的角度，从而获取待测目标的方位数据。