CN108445470A - 一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置 - Google Patents

一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置 Download PDF

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Abstract

一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置，在安装激光雷达的直升机载荷平台上，增加一个三维姿态角补偿装置。该装置上安有一面100mm×100mm大尺寸反射镜，设计小半球体、连杆球壳及凹球面外壳构成嵌套式万向轴承结构，固定大尺寸反射镜镜面中心，使其可绕x轴和y轴同时转动。绕x轴转动采用丝杆步进电机推动滑块实现x轴转角控制；绕y轴转动采用固定在y轴轴套上的步进电机驱动大尺寸反射镜实现y轴转角控制；绕z轴转动采用步进电机控制转角。通过所述三维姿态角补偿装置，可将由直升机平台姿态角变化所偏转的激光束指向，矫正回无姿态角扰动时的出射方向上，从而实现对机载激光雷达三维姿态角扰动的实时补偿，提高点云产品测量精度。

Description

一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置
技术领域
本发明涉及直升机固有振动及飞行姿态对机载激光雷达测量数据不利影响的实时高精度补偿问题。
背景技术
激光雷达具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率和远测量距离等优点，而直升机可以做低空、低速和机头方向不变的飞行及升降、悬停、俯仰、偏转等各种复杂动作，具有机动灵活的特点，很适合对各种复杂地形进行测量。因此，直升机载激光雷达在大地测量、森林勘探、城市建模、灾害评估等许多方面获得了日益广泛的应用。
机载激光雷达的工作过程中，对于机载平台的稳定性具有较高的要求，通常要求直升机进行匀速直线飞行，且机载平台坐标系相对于地面坐标系没有偏转，从而可以使获得的激光点云覆盖区域边界规则，密度均匀。进而，由高质量的激光点云经插值处理和曲面拟合后，获得的被测地形数字表面模型（DSM, Digital Surface Model）误差较小，可尽可能的满足地形测量的分辨率要求，有效提高三维成像精度。
但在执行飞行任务时，直升机本身的振动和噪声比一般的固定翼飞机要高得多，另外其飞行状态和飞行轨迹也更加复杂，使机载平台无法保持理想的匀速直线运动状态，产生强烈且复杂的振动，严重影响所获得的激光点云的分布密度和采样分辨率，从而降低了被测地形重建三维模型的精度。因此，为克服直升机固有振动及飞行姿态变化对机载激光雷达测量精度的影响，有必要设计一种直升机载激光雷达三维姿态角补偿装置，对直升机载荷平台的姿态角复杂扰动进行实时补偿。
现有文献中所描述的机载激光雷达实时补偿方法中，如专利ZL201010183492.4提出一种可实现机载激光雷达载荷平台俯仰角变化实时补偿方法，专利ZL201010180527.9提出一种可实现机载激光雷达载荷平台滚转角变化实时补偿方法，这些目前所提出的方法中，只能实现单轴方向的姿态角补偿，而无法实现三维姿态角扰动的同时补偿。要实现激光雷达系统三维姿态角扰动的同时补偿，需要设计一种三轴补偿装置，其带来的问题是需要克服和解除三维姿态角扰动补偿控制中的耦合关系，从而提高控制精度。因此，本专利提出了一种专用于直升机载激光雷达的三维姿态角补偿装置，该装置采用新型结构进行设计，可解除三轴姿态角补偿控制过程中的耦合关系，实现了三维姿态角扰动的完全和实时补偿。
发明内容
为了实现对直升机载激光雷达三维姿态角扰动的完全实时补偿，本发明提供了一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置，主要有以下的几点创新点：一是采用丝杆步进电机驱动螺纹滑块进行直线运动，从而推动大尺寸反射镜绕中心轴转动，替代了传统的转动电机控制，改进了补偿装置的机械结构，提高了空间利用率，便于大尺寸反射镜的安装，增大直升机载激光雷达的探测范围，增强其实用性；二是采用小半球体、连杆球壳及凹球面外壳构成万向轴承结构，替代传统三轴转台结构，固定大尺寸反射镜旋转中心的同时可使其绕x轴和y轴灵活转动；三是采用步进电机与圆柱形轴套固连的方式消除x轴与y轴间的转动耦合，简化了三维姿态角补偿装置的机械结构；四是采用步进电机补偿大尺寸反射镜绕z轴方向的偏航角，实现了机载激光雷达三维姿态角的完全补偿，而非只补偿一轴。
本发明提出一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置，其特征在于在常规直升机载激光雷达系统中加装一个激光脉冲束出射角矫正装置，通过该矫正装置，将由直升机固有振动及飞行姿态影响而偏转了的激光脉冲束，矫正至无姿态角扰动时的出射方向上，从而实现了对机载激光雷达三维姿态角扰动的实时补偿，消除直升机姿态角扰动对获得的激光点云的不利影响，故将此装置称为三维姿态角补偿装置。
其中，在安装了三维姿态角补偿装置的直升机载激光雷达中，（1）为直升机载荷平台，（2）为高频激光脉冲测距仪，（3）为扫描棱镜系统，（4）为三维高精度陀螺仪，（5）为三维姿态角补偿装置，（6）为地面激光脚点。对安装三维姿态角补偿装置（4）的直升机载激光雷达系统，高频激光脉冲测距仪（2）发射出的激光脉冲束经扫描棱镜系统（3）反射后射向三维姿态角补偿装置（4），经三维姿态角补偿装置（4）上的大尺寸反射镜（501）反射后射向被测地形，其反射回波信号被接收器接收，经计算可获得地面激光脚点（6）处的三维信息。
其中，当直升机载荷平台（1）存在绕x轴方向的滚转角时，三维姿态角补偿装置（5）中的大尺寸反射镜绕x轴反向旋转至滚转角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在滚转角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。当直升机载荷平台（1）存在绕y轴方向的俯仰角时，大尺寸反射镜绕y轴反向旋转至俯仰角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。当直升机载荷平台（1）存在绕z轴方向的偏航角时，大尺寸反射镜绕z轴反向旋转偏航角相同数值，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在偏航角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。
其中，直升机载激光雷达三维姿态角补偿装置中的大尺寸反射镜（501）的长宽均为100mm，采用大尺寸反射镜可获取更强的被测地形反射的激光回波信号，有利于提高直升机载激光雷达系统的探测距离；所述大尺寸反射镜（501）固定安装于小半球体（514）上，所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心与所述小半实心钢球（514）球心相重合，所述小半实心钢球（514）的半径是25mm；采用壁厚为1mm的小半球钢壳（513），其内壁半径为25mm，外壁半径为26mm，正好可以包裹所述小半实心钢球（514）的三分之一，所述小半球钢壳（513）的球心与所述小半实心钢球（514）的球心相重合，二者形成滑动球面接触；所述小半球钢壳（513）的球面底端与钛合金支撑杆（511）紧固粘接，以固定球心位置；采用一钢球壳带（516）包裹所述小半球钢壳（513），所述钢球壳带（516）的内壁厚为26mm，外壁厚为28mm，正好与所述小半球钢壳（513）的外圆壁形成球面接触；所述钢球壳带（516）与所述大尺寸反射镜（501）的底端紧固粘接；所述小半实心钢球（514）、所述小半球钢壳（513）与所述钢球壳带（516）之间形成嵌套式球面万向轴承结构，使所述小半球钢壳（513）可绕三轴自由转动而不会分离脱落；由于所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心与所述小半球钢壳（513）的球心相重合，因此当所述小半实心钢球（514）、所述小半球钢壳（513）与所述钢球壳带（516）组成的球面万向轴承绕三轴转动时，所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心的空间位置相对于所述直升机载荷平台（1）始终保持不变。
其中，所述大尺寸反射镜（501）由一根钛合金镜面安装杆（517）支撑，沿y轴方向以z轴为中心轴平均分布在所述小半球钢壳（513）两侧，并与所述小半球钢壳（513）的切出平面紧固焊接；在所述钛合金镜面安装杆（517）两个末端分别安装两个圆柱形轴套（515），所述圆柱形轴套（515）与x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）通过单轴连杆轴承连接；所述钛合金支撑杆（511）下端与两根支撑杆（507）紧固焊接，所述支撑杆（507）以z轴为中心轴并与所述钛合金镜面安装杆（517）在一个平面内，所述支撑杆（507）的末端安装单轴连杆轴承；所述大尺寸反射镜（501）绕x轴的转动是由x轴丝杆步进电机（505）驱动所述x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）沿x轴定向导轨（504）做直线运动，在与安装x轴丝杆步进电机支撑杆（506）相对方向的支撑杆上，安装了同样的一套丝杠步进电机和滑块直线驱动系统（512）；两套丝杠步进电机直线驱动系统差动控制，可实现所述大尺寸反射镜绕x轴的转动；所述大尺寸反射镜（501）绕y轴的转动是由与所述圆柱形轴套（515）固连的y轴步进电机（502）驱动实现；所述钛合金支撑杆（511）与z轴步进电机（508）转动轴紧固焊接，为一体的转动轴；所述大尺寸反射镜（501）绕z轴的转动由所述z轴步进电机（508）直接驱动；所述三维姿态角补偿装置（5）由三维姿态角补偿装置控制器（510）实现运动的控制；所述z轴步进电机（508）与所述三维姿态角补偿装置控制器（510）均固定安装在安装底板（509）上，所述安装底板（509）在四个垂直侧面上可实现扩展围成一个箱体，将整个光学系统包装起来，从而起到保护和防尘作用。
其中，所述三维姿态角补偿装置控制器（510）采用ARM（S3C2440）控制器进行控制实现；所述三维姿态角补偿装置控制器（510）通过串口1获得所述三维高精度陀螺仪（4）采集的直升机载荷平台的姿态角扰动数据，采用模糊-PID控制策略，对所述大尺寸反射镜（501）的三轴转角进行控制。由D/A输出口1控制所述x轴丝杆步进电机（505）驱动所述x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）做直线运动，使所述大尺寸反射镜（501）绕x轴反向旋转至滚转角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台在滚转角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。由D/A输出口2控制所述y轴步进电机（502）驱动所述大尺寸反射镜（501）绕y轴反向旋转至俯仰角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。由D/A输出口3控制所述z轴步进电机（508）转动，使所述大尺寸反射镜（501）绕z轴反向旋转与偏航角相同的数值，从而完全补偿直升机载荷平台在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。
附图说明
图1是常规机载激光雷达工作原理图。
图2是安装了三维姿态角补偿装置的直升机载激光雷达工作原理图。
图3是直升机载激光雷达三维姿态角补偿装置的机械结构图。
图4是直升机载激光雷达三维姿态角补偿装置的控制系统硬件结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明专利实施例作进一步详细描述。
图1是常规直升机载激光雷达工作原理图。图中描述了常规直升机载激光雷达系统的基本结构。其中，（1）为直升机载荷平台，（2）为高频激光脉冲测距仪，（3）为扫描棱镜系统，（4）为三维高精度陀螺仪，（5）为地面激光脚点。对常规直升机载激光雷达系统，高频激光脉冲测距仪（2）发射出的激光脉冲经扫描棱镜系统（3）反射后射向被测地形，其反射回波信号被高频激光脉冲测距仪（2）中的光电接收器探测，经计算后可获得地面激光脚点（5）处的空间三维信息。当直升机载荷平台（1）稳定时，在绕三轴方向上没有姿态角扰动的影响，则获得的激光点云分布规则密度较均匀。当直升机载荷平台（1）存在绕x轴方向的滚转角时，激光脚点会沿扫描棱镜系统（3）的扫描方向上偏移，且滚转角越大，激光脚点偏移的越大。当直升机载荷平台（1）存在绕y轴方向的俯仰角时，激光脚点会沿直升机飞行方向偏移，俯仰角越大，激光脚点偏移距离越大。当直升机载荷平台（1）存在绕z轴的偏航角时，激光脚点会发生绕扫描棱镜系统（3）反射点的旋转倾斜，偏航角越大，激光脚点绕扫描棱镜系统（3）反射点的偏转角度越大。图中三维高精度陀螺仪（4）用于采集直升机载荷平台（1）的实时三维姿态角数据。
图2是安装了三维姿态角补偿装置的直升机载激光雷达工作原理图。图中描述了安装三维姿态角补偿装置的直升机载激光雷达系统基本结构。其中（1）为直升机载荷平台，（2）为高频激光脉冲测距仪，（3）为扫描棱镜系统，（4）为三维高精度陀螺仪，（5）为三维姿态角补偿装置，（6）为地面激光脚点。对安装三维姿态角补偿装置（4）的直升机载激光雷达系统，高频激光脉冲测距仪（2）发射出的激光脉冲束经扫描棱镜系统（3）反射后射向三维姿态角补偿装置（4），经三维姿态角补偿装置（4）上的大尺寸反射镜（501）反射后射向被测地形，其反射回波信号被接收器接收，经计算可获得地面激光脚点（6）处的三维信息。当直升机载荷平台（1）存在绕x轴方向的滚转角时，三维姿态角补偿装置（5）中的大尺寸反射镜绕x轴反向旋转至滚转角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在滚转角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。当直升机载荷平台（1）存在绕y轴方向的俯仰角时，大尺寸反射镜绕y轴反向旋转至俯仰角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。当直升机载荷平台（1）存在绕z轴方向的偏航角时，大尺寸反射镜绕z轴反向旋转偏航角相同数值，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在偏航角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。
图3是直升机载激光雷达三维姿态角补偿装置的机械结构图。所述大尺寸反射镜（501）的长宽均为100mm，采用大尺寸反射镜可获取更强的被测地形反射的激光回波信号，有利于提高直升机载激光雷达系统的探测距离；所述大尺寸反射镜（501）固定安装于小半球体（514）上，所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心与所述小半实心钢球（514）球心相重合，所述小半实心钢球（514）的半径是25mm；采用壁厚为1mm的小半球钢壳（513），其内壁半径为25mm，外壁半径为26mm，正好可以包裹所述小半实心钢球（514）的三分之一，所述小半球钢壳（513）的球心与所述小半实心钢球（514）的球心相重合，二者形成滑动球面接触；所述小半球钢壳（513）的球面底端与钛合金支撑杆（511）紧固粘接，以固定球心位置；采用一钢球壳带（516）包裹所述小半球钢壳（513），所述钢球壳带（516）的内壁厚为26mm，外壁厚为28mm，正好与所述小半球钢壳（513）的外圆壁形成球面接触；所述钢球壳带（516）与所述大尺寸反射镜（501）的底端紧固粘接；所述小半实心钢球（514）、所述小半球钢壳（513）与所述钢球壳带（516）之间形成嵌套式球面万向轴承结构，使所述小半球钢壳（513）可绕三轴自由转动而不会分离脱落；由于所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心与所述小半球钢壳（513）的球心相重合，因此当所述小半实心钢球（514）、所述小半球钢壳（513）与所述钢球壳带（516）组成的球面万向轴承绕三轴转动时，所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心的空间位置相对于所述直升机载荷平台（1）始终保持不变。
所述大尺寸反射镜（501）由一根钛合金镜面安装杆（517）支撑，沿y轴方向以z轴为中心轴平均分布在所述小半球钢壳（513）两侧，并与所述小半球钢壳（513）的切出平面紧固焊接；在所述钛合金镜面安装杆（517）两个末端分别安装两个圆柱形轴套（515），所述圆柱形轴套（515）与x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）通过单轴连杆轴承连接；所述钛合金支撑杆（511）下端与两根支撑杆（507）紧固焊接，所述支撑杆（507）以z轴为中心轴并与所述钛合金镜面安装杆（517）在一个平面内，所述支撑杆（507）的末端安装单轴连杆轴承；所述大尺寸反射镜（501）绕x轴的转动是由x轴丝杆步进电机（505）驱动所述x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）沿x轴定向导轨（504）做直线运动，在与安装x轴丝杆步进电机支撑杆（506）相对方向的支撑杆上，安装了同样的一套丝杠步进电机和滑块直线驱动系统（512）；两套丝杠步进电机直线驱动系统差动控制，可实现所述大尺寸反射镜绕x轴的转动；所述大尺寸反射镜（501）绕y轴的转动是由与所述圆柱形轴套（515）固连的y轴步进电机（502）驱动实现；所述钛合金支撑杆（511）与z轴步进电机（508）转动轴紧固焊接，为一体的转动轴；所述大尺寸反射镜（501）绕z轴的转动由所述z轴步进电机（508）直接驱动；所述三维姿态角补偿装置（5）由三维姿态角补偿装置控制器（510）实现运动的控制；所述z轴步进电机（508）与所述三维姿态角补偿装置控制器（510）均固定安装在安装底板（509）上，所述安装底板（509）在四个垂直侧面上可实现扩展围成一个箱体，将整个光学系统包装起来，从而起到保护和防尘作用。
图4是直升机载激光雷达三维姿态角补偿装置的控制系统硬件结构示意图。所述三维姿态角补偿装置控制器（510）采用ARM（S3C2440）控制器进行控制实现；所述三维姿态角补偿装置控制器（510）通过串口1获得所述三维高精度陀螺仪（4）采集的直升机载荷平台的姿态角扰动数据，采用模糊-PID控制策略，对所述大尺寸反射镜（501）的三轴转角进行控制。由D/A输出口1控制所述x轴丝杆步进电机（505）驱动所述x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）做直线运动，使所述大尺寸反射镜（501）绕x轴反向旋转至滚转角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台在滚转角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。由D/A输出口2控制所述y轴步进电机（502）驱动所述大尺寸反射镜（501）绕y轴反向旋转至俯仰角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。由D/A输出口3控制所述z轴步进电机（508）转动，使所述大尺寸反射镜（501）绕z轴反向旋转与偏航角相同的数值，从而完全补偿直升机载荷平台在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。
以上对本发明及其具体实施方式的描述，并不局限于此，附图中所示仅是本发明的实施方式之一。在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造地设计出与该技术方案类似的结构或实施例，均属本发明保护范围。

Claims (4)

1.一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置，其特征在于安装三维姿态角补偿装置的直升机载激光雷达结构包括：直升机载荷平台（1），高频激光脉冲测距仪（2），扫描棱镜系统（3），三维高精度陀螺仪（4），三维姿态角补偿装置（5）；对安装了三维姿态角补偿装置（4）的直升机载激光雷达系统，高频激光脉冲测距仪（2）发射出的激光脉冲束经扫描棱镜系统（3）反射后射向三维姿态角补偿装置（4），经三维姿态角补偿装置（4）上的大尺寸反射镜（501）反射后射向被测地形，其反射回波信号被接收器接收，经计算可获得地面激光脚点处的三维信息；当直升机载荷平台（1）存在绕x轴方向的滚转角时，三维姿态角补偿装置（5）中的大尺寸反射镜绕x轴反向旋转至滚转角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在滚转角方向上对激光雷达测量点云的不利影响；当直升机载荷平台（1）存在绕y轴方向的俯仰角时，大尺寸反射镜绕y轴反向旋转至俯仰角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响；当直升机载荷平台（1）存在绕z轴方向的偏航角时，大尺寸反射镜绕z轴反向旋转偏航角相同数值，从而完全补偿直升机载荷平台（1）在偏航角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。
2.按照权利要求1所述的一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置，其特征在于，三维姿态角补偿装置（5）中的所述大尺寸反射镜（501）固定安装于小半球体（514）上，所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心与所述小半实心钢球（514）球心相重合，所述小半实心钢球（514）的半径是25mm；采用壁厚为1mm的小半球钢壳（513），其内壁半径为25mm，外壁半径为26mm，正好可以包裹所述小半实心钢球（514）的三分之一，所述小半球钢壳（513）的球心与所述小半实心钢球（514）的球心相重合，二者形成滑动球面接触；所述小半球钢壳（513）的球面底端与钛合金支撑杆（511）紧固粘接，以固定球心位置；采用一钢球壳带（516）包裹所述小半球钢壳（513），所述钢球壳带（516）的内壁厚为26mm，外壁厚为28mm，正好与所述小半球钢壳（513）的外圆壁形成球面接触；所述钢球壳带（516）与所述大尺寸反射镜（501）的底端紧固粘接；所述小半实心钢球（514）、所述小半球钢壳（513）与所述钢球壳带（516）之间形成嵌套式球面万向轴承结构，使所述小半球钢壳（513）可绕三轴自由转动而不会分离脱落；由于所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心与所述小半球钢壳（513）的球心相重合，因此当所述小半实心钢球（514）、所述小半球钢壳（513）与所述钢球壳带（516）组成的球面万向轴承绕三轴转动时，所述大尺寸反射镜（501）的旋转中心的空间位置相对于所述直升机载荷平台（1）始终保持不变。
3.按照权利要求1所述的一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置，其特征在于所述大尺寸反射镜（501）由一根钛合金镜面安装杆（517）支撑，沿y轴方向以z轴为中心轴平均分布在所述小半球钢壳（513）两侧，并与所述小半球钢壳（513）的切出平面紧固焊接；在所述钛合金镜面安装杆（517）两个末端分别安装两个圆柱形轴套（515），所述圆柱形轴套（515）与x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）通过单轴连杆轴承连接；所述钛合金支撑杆（511）下端与两根支撑杆（507）紧固焊接，所述支撑杆（507）以z轴为中心轴并与所述钛合金镜面安装杆（517）在一个平面内，所述支撑杆（507）的末端安装单轴连杆轴承；所述大尺寸反射镜（501）绕x轴的转动是由x轴丝杆步进电机（505）驱动所述x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）沿x轴定向导轨（504）做直线运动，在与安装x轴丝杆步进电机支撑杆（506）相对方向的支撑杆上，安装了同样的一套丝杠步进电机和滑块直线驱动系统（512）；两套丝杠步进电机直线驱动系统差动控制，可实现所述大尺寸反射镜绕x轴的转动；所述大尺寸反射镜（501）绕y轴的转动是由与所述圆柱形轴套（515）固连的y轴步进电机（502）驱动实现；所述钛合金支撑杆（511）与z轴步进电机（508）转动轴紧固焊接，为一体的转动轴；所述大尺寸反射镜（501）绕z轴的转动由所述z轴步进电机（508）直接驱动；所述三维姿态角补偿装置（5）由三维姿态角补偿装置控制器（510）实现运动的控制；所述z轴步进电机（508）与所述三维姿态角补偿装置控制器（510）均固定安装在安装底板（509）上，所述安装底板（509）在四个垂直侧面上可实现扩展围成一个箱体，将整个光学系统包装起来，从而起到保护和防尘作用。
4.按照权利要求1所述的一种可实现直升机载激光雷达三维姿态角补偿的方法与装置，其特征在于所述三维姿态角补偿装置控制器（510）采用ARM（S3C2440）控制器进行控制实现；所述三维姿态角补偿装置控制器（510）通过串口1获得所述三维高精度陀螺仪（4）采集的直升机载荷平台的姿态角扰动数据，采用模糊-PID控制策略，对所述大尺寸反射镜（501）的三轴转角进行控制;由D/A输出口1控制所述x轴丝杆步进电机（505）驱动所述x轴丝杠步进电机的螺纹滑块（503）做直线运动，使所述大尺寸反射镜（501）绕x轴反向旋转至滚转角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台在滚转角方向上对激光雷达测量点云的不利影响；由D/A输出口2控制所述y轴步进电机（502）驱动所述大尺寸反射镜（501）绕y轴反向旋转至俯仰角数值的一半，从而完全补偿直升机载荷平台在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响；由D/A输出口3控制所述z轴步进电机（508）转动，使所述大尺寸反射镜（501）绕z轴反向旋转与偏航角相同的数值，从而完全补偿直升机载荷平台在俯仰角方向上对激光雷达测量点云的不利影响。
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