CN105116416A - 一种海星式海底中小型激光雷达 - Google Patents

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Abstract

一种海星式海底中小型激光雷达，设置海星式六面体机箱，在海星式六面体机箱的六个侧面，安装三对激光雷达发射单元与接收单元，相邻两个侧面安装一对，激光雷达发射单元由激光扫描器、Y轴伺服电机与X轴伺服电机组成，构成全景扫描结构；激光雷达接收单元由卡赛格林望远镜式接收器、Y轴伺服电机与X轴伺服电机组成，构成全景接收结构；光纤激光器发射激光，经过发射光纤传输到激光扫描器上，扫描激光到探测区域，使用卡赛格林望远镜式接收器接收激光雷达信号，经接收光纤中进入光纤布拉格光栅滤波器滤波后，进入单元探测器中，经中心计算机控制器处理后，通过输出电缆输出激光雷达信息。

Description

一种海星式海底中小型激光雷达
技术领域：激光雷达与海洋探测领域。
背景技术：激光雷达是以激光为雷达发射源，它在角度、距离与速度分辨率方面，比传统雷达有了较大提高，在激光跟踪、激光测速与激光成像领域具有很多用途；但是目前的激光雷达多数体积大，重量沉，难移动，柔性差，不适合在海底实施探测；为此，本发明提出一种海星式海底中小型激光雷达，结构紧凑、体积小、柔性好，实现了全景探测，解决了海底水域的设施与异物的探测与监测的难题。
发明内容：
设置海星式六面体机箱，在海星式六面体机箱的六个侧面，安装三对激光雷达发射单元与接收单元，相邻两个侧面安装一对，激光雷达发射单元I由激光扫描器、Y轴伺服电机与X轴伺服电机组成，构成全景扫描结构；激光雷达接收单元I由卡赛格林望远镜式接收器、Y轴伺服电机I与X轴伺服电机I组成，构成全景接收结构；光纤激光器发射激光，经过发射光纤传输到激光扫描器上，扫描激光到探测区域，使用卡赛格林望远镜式接收器接收激光雷达信号，经接收光纤中进入光纤布拉格光栅滤波器滤波后，进入单元探测器中，经中心计算机控制器处理后，通过输出电缆输出激光雷达信息；中心计算机控制器控制X轴伺服电机与Y轴伺服电机实施全景转动，实现激光雷达全景扫描探测。
方案一：设置海星式机架机构
设置海星式六面体机箱，在海星式六面体机箱的六个侧面，安装三对激光雷达发射单元与接收单元，相邻两个侧面安装一对，具体为：侧面I安装激光雷达发射单元I，侧面II安装激光雷达接收单元I，侧面III安装激光雷达发射单元II，侧面IV安装激光雷达接收单元II，侧面V安装激光雷达发射单元III，侧面VI安装激光雷达接收单元III；激光雷达发射单元I由激光扫描器、Y轴伺服电机与X轴伺服电机组成，X轴伺服电机底座安装在侧面I上，X轴伺服电机I轴安装在Y轴伺服电机的外壳上，激光扫描器安装在Y轴伺服电机的轴上，构成全景扫描结构；激光雷达接收单元I由卡赛格林望远镜式接收器、Y轴伺服电机I与X轴伺服电机I组成，X轴伺服电机I的底座安装在侧面II上，X轴伺服电机I轴安装在Y轴伺服电机I的外壳上，卡赛格林望远镜式接收器安装在Y轴伺服电机I轴上，构成全景接收结构。
方案二：设置光纤激光器、单元探测器与中心计算机控制器
在海星式六面体机箱内部，设置光纤激光器、发射光纤、接收光纤、光纤布拉格光栅滤波器、单元探测器与中心计算机控制器，在海星式六面体机箱底面设置地锚，还设置输出电缆；光纤激光器与激光扫描器之间设置发射光纤连接，卡赛格林望远镜式接收器与光纤布拉格光栅滤波器之间设置接收光纤连接，光纤布拉格光栅滤波器接入单元探测器中；中心计算机控制器与光纤激光器、单元探测器之间设置传输电缆连接。
方案三：工作过程
光纤激光器发射激光，经过发射光纤传输到激光扫描器上，激光扫描器扫描激光到探测区域，使用卡赛格林望远镜式接收器接收激光雷达信号，激光雷达信号经接收光纤中进入光纤布拉格光栅滤波器滤波后，进入单元探测器中，探测信号经传输电缆传输到中心计算机控制器，经中心计算机控制器处理后，通过输出电缆输出激光雷达信息；中心计算机控制器控制X轴伺服电机与Y轴伺服电机实施全景转动，驱动激光扫描器与卡赛格林望远镜式接收器实施全景转动，实现激光雷达全景扫描探测。
本发明的核心内容：
设置海星式六面体机箱，在海星式六面体机箱的六个侧面，安装三对激光雷达发射单元与接收单元，相邻两个侧面安装一对，具体为：侧面I安装激光雷达发射单元I，侧面II安装激光雷达接收单元I，侧面III安装激光雷达发射单元II，侧面IV安装激光雷达接收单元II，侧面V安装激光雷达发射单元III，侧面VI安装激光雷达接收单元III；激光雷达发射单元I由激光扫描器、Y轴伺服电机与X轴伺服电机组成，X轴伺服电机底座安装在侧面I上，X轴伺服电机I轴安装在Y轴伺服电机的外壳上，激光扫描器安装在Y轴伺服电机的轴上，构成全景扫描结构；激光雷达接收单元I由卡赛格林望远镜式接收器、Y轴伺服电机I与X轴伺服电机I组成，X轴伺服电机I的底座安装在侧面II上，X轴伺服电机I轴安装在Y轴伺服电机I的外壳上，卡赛格林望远镜式接收器安装在Y轴伺服电机I轴上，构成全景接收结构。
在海星式六面体机箱内部，设置光纤激光器、发射光纤、接收光纤、光纤布拉格光栅滤波器、单元探测器与中心计算机控制器，在海星式六面体机箱底面设置地锚，还设置输出电缆；光纤激光器与激光扫描器之间设置发射光纤连接，卡赛格林望远镜式接收器与光纤布拉格光栅滤波器之间设置接收光纤连接，光纤布拉格光栅滤波器接入单元探测器中；中心计算机控制器与光纤激光器、单元探测器之间设置传输电缆连接。
附图说明
附图为本专利的结构图，其中分别为：1、激光雷达发射单元II，2、激光雷达接收单元II，3、接收光纤，4、激光雷达接收单元I，5、卡赛格林望远镜镜头，6、卡赛格林望远镜式接收器，7、Y轴伺服电机I轴，8、Y轴伺服电机I，9、X轴伺服电机I轴，10、X轴伺服电机I，11、激光扫描器，12、Y轴伺服电机，13、X轴伺服电机轴，14、X轴伺服电机，15、激光雷达发射单元I，16、侧面I，17、光纤布拉格光栅滤波器，18、单元探测器，19、激光雷达接收单元III，20、传输电缆，21、中心计算机控制器，22、侧面VI，23、发射光纤，24、地锚，25、输出电缆，26、侧面V，27、光纤激光器，28、激光雷达发射单元III，29、海星式六面体机箱，30、侧面IV，31、侧面III，32、侧面II。
具体实施方式：
下面结合附图，说明一下具体实施方式：
设置海星式六面体机箱29，在海星式六面体机箱29的六个侧面，安装三对激光雷达发射单元与接收单元，相邻两个侧面安装一对，具体为：侧面I16安装激光雷达发射单元I15，侧面II32安装激光雷达接收单元I4，侧面III安装激光雷达发射单元II1，侧面IV安装激光雷达接收单元II2，侧面V26安装激光雷达发射单元III28，侧面VI22安装激光雷达接收单元III19；激光雷达发射单元I15由激光扫描器11、Y轴伺服电机12与X轴伺服电机14组成，X轴伺服电机14底座安装在侧面I16上，X轴伺服电机I轴9安装在Y轴伺服电机12的外壳上，激光扫描器11安装在Y轴伺服电机12的轴上，构成全景扫描结构；激光雷达接收单元I4由卡赛格林望远镜式接收器6、Y轴伺服电机I8与X轴伺服电机I10组成，X轴伺服电机I10的底座安装在侧面II32上，X轴伺服电机I轴9安装在Y轴伺服电机I8的外壳上，卡赛格林望远镜式接收器6安装在Y轴伺服电机I轴7上，构成全景接收结构。
在海星式六面体机箱29内部，设置光纤激光器27、发射光纤23、接收光纤3、光纤布拉格光栅滤波器17、单元探测器18与中心计算机控制器21，在海星式六面体机箱29底面设置地锚24，还设置输出电缆25；光纤激光器27与激光扫描器11之间设置发射光纤23连接，卡赛格林望远镜式接收器6与光纤布拉格光栅滤波器17之间设置接收光纤3连接，光纤布拉格光栅滤波器17接入单元探测器18中。
中心计算机控制器21与光纤激光器27、单元探测器18之间设置传输电缆20连接。
光纤激光器27发射激光，经过发射光纤23传输到激光扫描器11上，激光扫描器11扫描激光到探测区域，使用卡赛格林望远镜式接收器6接收激光雷达信号，激光雷达信号经接收光纤5中进入光纤布拉格光栅滤波器17滤波后，进入单元探测器18中，探测信号经传输电缆20传输到中心计算机控制器21，经中心计算机控制器21处理后，通过输出电缆25输出激光雷达信息。
中心计算机控制器21控制X轴伺服电机与Y轴伺服电机实施全景转动，驱动激光扫描器11与卡赛格林望远镜式接收器6实施全景转动，实现激光雷达全景扫描探测。

Claims (3)

1.一种海星式海底中小型激光雷达，其特征是：设置海星式六面体机箱，在海星式六面体机箱的六个侧面，安装三对激光雷达发射单元与接收单元，相邻两个侧面安装一对，具体为：侧面I安装激光雷达发射单元I，侧面II安装激光雷达接收单元I，侧面ⅡI安装激光雷达发射单元II，侧面Ⅳ安装激光雷达接收单元II，侧面V安装激光雷达发射单元ⅡI，侧面Ⅵ安装激光雷达接收单元ⅡI；激光雷达发射单元I由激光扫描器、Y轴伺服电机与X轴伺服电机组成，X轴伺服电机底座安装在侧面I上，X轴伺服电机I轴安装在Y轴伺服电机的外壳上，激光扫描器安装在Y轴伺服电机的轴上，构成全景扫描结构；激光雷达接收单元I由卡赛格林望远镜式接收器、Y轴伺服电机I与X轴伺服电机I组成，X轴伺服电机I的底座安装在侧面II上，X轴伺服电机I轴安装在Y轴伺服电机I的外壳上，卡赛格林望远镜式接收器安装在Y轴伺服电机I轴上，构成全景接收结构。
2.根据权利要求1所述的一种海星式海底中小型激光雷达，其特征是：在海星式六面体机箱内部，设置光纤激光器、发射光纤、接收光纤、光纤布拉格光栅滤波器、单元探测器与中心计算机控制器，在海星式六面体机箱底面设置地锚，还设置输出电缆；光纤激光器与激光扫描器之间设置发射光纤连接，卡赛格林望远镜式接收器与光纤布拉格光栅滤波器之间设置接收光纤连接，光纤布拉格光栅滤波器接入单元探测器中；中心计算机控制器与光纤激光器、单元探测器之间设置传输电缆连接。
3.根据权利要求1所述的一种海星式海底中小型激光雷达，其特征是：光纤激光器发射激光，经过发射光纤传输到激光扫描器上，激光扫描器扫描激光到探测区域，使用卡赛格林望远镜式接收器接收激光雷达信号，激光雷达信号经接收光纤中进入光纤布拉格光栅滤波器滤波后，进入单元探测器中，探测信号经传输电缆传输到中心计算机控制器，经中心计算机控制器处理后，通过输出电缆输出激光雷达信息；中心计算机控制器控制X轴伺服电机与Y轴伺服电机实施全景转动，驱动激光扫描器与卡赛格林望远镜式接收器实施全景转动，实现激光雷达全景扫描探测。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108414999A (zh) * 2017-12-01 2018-08-17 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达及激光雷达控制方法
CN108445468A (zh) * 2018-04-03 2018-08-24 上海禾赛光电科技有限公司 一种分布式激光雷达

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