CN108445488B - 一种激光主动成像探测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光主动成像探测系统，包括驱动电机、第一减速机构、多线激光接收模块、第二减速机构、反射镜和多线激光发射模块，利用本发明的激光主动成像探测方法，多线激光发射模块发射多线激光照射到反射镜上，反射光照射到探测目标上并反射回来，反射镜反射的激光光线与多线激光接收模块的光轴始终相互平行，多线激光接收模块接收到反射激光，驱动电机带动第一减速机构、多线激光接收模块、第二减速机构和反射镜转动的过程中，实现对目标不同位置的探测，完成对特定视场角范围内目标的高速、高分辨率探测。

Description

一种激光主动成像探测系统及方法

技术领域

本发明涉及激光成像技术领域，特别是涉及一种激光主动成像探测系统及方法。

背景技术

激光成像是利用激光束扫描物体，将反射光束反射回来，得到的排布顺序不同而成像，用图像落差来反映所成的像。激光成像具有超视距的探测能力，可用于卫星激光扫描成像，未来用于遥感测绘、激光解析电离成像技术、激光扫描显示等科技领域。

目前，激光主动成像探测系统主要采用如下方案：多线激光发射模块和多线激光接收模块同时固连在旋转平台上，驱动电机带动旋转平台旋转，实现对环境360°的扫描探测。这种方案的问题是，激光探测只能工作在360°环形探测模式下，难以实现对某一特定视场角内目标的凝视探测；此外，受限于激光器的发射频率，360°环形探测难以获得高分辨率的激光探测数据，难以胜任某些特殊任务。

因此，如何改变现有技术中，激光主动成像探测系统无法实现对某一特定视场角范围目标的探测的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光主动成像探测系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使激光主动成像能够对某一特定视场角范围目标进行探测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种激光主动成像探测系统，包括驱动电机、第一减速机构(第一减速机构减速比可以为1:1)、多线激光接收模块、第二减速机构、反射镜和多线激光发射模块，所述驱动电机与所述第一减速机构传动相连，所述多线激光接收模块与所述第一减速机构传动相连，所述第二减速机构与所述第一减速机构传动相连，所述反射镜与所述第二减速机构传动相连，所述第二减速机构的减速比为2:1，所述多线激光发射模块能够发射多线激光。

优选地，所述多线激光接收模块位于所述第一减速机构和所述第二减速机构之间，所述多线激光结构模块分别与所述第一减速机构和所述第二减速机构传动相连。

本发明的优点：与传统的环形360°扫描相比，本发明能够获得某一固定视场内目标的点云数据，在激光器发射频率不变的情况下可以大大增强目标激光点云图像的分辨率，提高激光图像的数据更新率，

同时采用双级减速结构，有利于减小激光雷达的体积及功耗，有助于降低激光雷达成本。

本发明还提供一种激光主动成像探测方法，包括如下步骤：

步骤一、驱动电机带动第一减速机构转动，多线激光接收模块和第二减速机构随着第一减速机构运动，第二减速机构带动反射镜转动；

步骤二、多线激光发射模块发射多线激光照射到反射镜上，反射光照射到探测目标上并反射回来；

步骤三、反射镜反射的激光光线与多线激光接收模块的光轴始终相互平行，多线激光接收模块接收到目标的反射激光；

步骤四、重复步骤一至步骤三，驱动电机带动第一减速机构、多线激光接收模块、第二减速机构和反射镜转动的过程中，实现对目标不同位置的探测。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的激光主动成像探测系统，包括驱动电机、第一减速机构、多线激光接收模块、第二减速机构、反射镜和多线激光发射模块，驱动电机与第一减速机构传动相连，多线激光模块与第一减速机构传动相连，第二减速机构与第一减速机构传动相连，反射镜与第二减速机构传动相连，第二减速机构的减速比为2:1，多线激光发射模块能够发射多线激光。利用本发明的激光主动成像探测方法，多线激光发射模块发射多线激光照射到反射镜上，反射光照射到探测目标上并反射回来，反射镜反射的激光光线与多线激光接收模块的光轴相互平行，多线激光接收模块接收到反射激光，驱动电机带动第一减速机构、多线激光接收模块、第二减速机构和反射镜转动的过程中，实现对目标不同位置的探测，完成对特定视场角范围内目标的高速、高分辨率探测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的激光主动成像探测系统的示意图；

图2为本发明的激光主动成像探测系统的原理图；

其中，1为驱动电机，2为多线激光发射模块，3为多线激光接收模块，4为第一减速机构，5为第二减速机构，6为反射镜，t1、t2分别为不同角度的反射镜，A为发射激光，B、D分别为法线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种激光主动成像探测系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使激光主动成像能够对某一特定视场角范围目标进行探测。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-2，其中，图1为本发明的激光主动成像探测系统的示意图，图2为本发明的激光主动成像探测系统的原理图。

本发明提供一种激光主动成像探测系统，包括驱动电机1、第一减速机构4、多线激光接收模块3、第二减速机构5、反射镜6和多线激光发射模块2，驱动电机1与第一减速机构4传动相连，多线激光接收模块与第一减速机构4传动相连，第二减速机构5与第一减速机构4传动相连，反射镜6与第二减速机构5传动相连，第二减速机构5的减速比为2:1，多线激光发射模块2能够发射多线激光。

多线激光接收模块3位于第一减速机构4和第二减速机构5之间，多线激光结构模块分别与第一减速机构4和第二减速机构5传动相连。

本发明还提供一种激光主动成像探测方法，使用上述激光成像探测系统，包括如下步骤：

步骤一、驱动电机1带动第一减速机构4转动，多线激光接收模块3和第二减速机构5随着第一减速机构4运动，第二减速机构5带动反射镜6转动；

步骤二、多线激光发射模块2发射多线激光照射到反射镜6上，反射光照射到探测目标上并反射回来；

步骤三、反射镜6反射的激光光线与多线激光接收模块3的光轴始终相互平行，多线激光接收模块3接收到反射激光；需注意，应调整反射镜6的角度，以时刻保证反射镜反射的激光光线与多线激光接收模块的光轴相互平行；

步骤四、重复步骤一至步骤三，驱动电机1带动第一减速机构4、多线激光接收模块3、第二减速机构5和反射镜6转动的过程中，实现对目标不同位置的探测。

从图2可以看出，当反射镜6从t1-t2时间段内旋转了a角时，反射光则旋转了2a角，基于上述原理，本发明设计了基于双级传动的激光探测系统，探测系统可以保证由反射镜6反射的激光光线的中心线与多线激光接收模块3的光轴始终平行，从而保证了激光雷达能够探测到远处目标。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种激光主动成像探测系统，其特征在于：包括驱动电机、第一减速机构、多线激光接收模块、第二减速机构、反射镜和多线激光发射模块，所述驱动电机与所述第一减速机构传动相连，所述多线激光接收模块与所述第一减速机构传动相连，所述第二减速机构与所述第一减速机构传动相连，所述反射镜与所述第二减速机构传动相连，所述第二减速机构的减速比为2:1，所述多线激光发射模块能够发射多线激光；所述多线激光接收模块位于所述第一减速机构和所述第二减速机构之间，所述多线激光接收模块分别与所述第一减速机构和所述第二减速机构传动相连。

2.根据权利要求1所述的反射镜反射的激光光线与多线激光接收模块的光轴始终相互平行。

3.一种激光主动成像探测方法，利用权利要求1所述的激光主动成像探测系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、驱动电机带动第一减速机构转动，多线激光接收模块和第二减速机构随着第一减速机构运动，第二减速机构带动反射镜转动；

步骤二、多线激光发射模块发射多线激光照射到反射镜上，反射光照射到探测目标上并反射回来；

步骤三、反射镜反射的激光光线与多线激光接收模块的光轴始终相互平行，多线激光接收模块接收到目标的反射激光；

步骤四、重复步骤一至步骤三，驱动电机带动第一减速机构、多线激光接收模块、第二减速机构和反射镜转动的过程中，实现对目标不同位置的探测。

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