CN112630752A - 一种多波长激光雷达出射光平行校准方法及应用 - Google Patents

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潘焕双
韩小斌
贾强
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Abstract

本发明公开了一种多波长激光雷达出射光平行调整方法，包括如下步骤：S1，调整可见光的三维调整架4，使得该三维调整架的反光镜反射的光束目测为垂直；S2，将感光片支架1放置于光束路线上，使得可见光的光束中心通过感光片支架上的玻璃片圆心；S3，分别调整剩余的三维调整架，使得不可见光在感光片支架上的感光片显示光斑，使得光斑中心与感光片的圆心基本重合；S4，固定三维调整架；S5，移开感光片支架及感光片和玻璃片。本发明有效解决激光雷达在户外无法进行不可见的出射光平行校准的难题，提供一种可视化调整方法。本发明的调整方法简单易用、便于操作、观察直观；调整装置制作成本低、便于携带、操作便利。

Description

一种多波长激光雷达出射光平行校准方法及应用
技术领域
本发明涉及激光雷达校准领域，具体涉及一种多波长激光雷达出射光平行校准方法及应用。
背景技术
激光雷达是采用激光器作为发射光源，结合光电探测技术的主动遥测设备，是激光技术与现代光电探测技术相结合的先进探测手段。激光雷达主要包括激光光源发射单元、接收望远镜和多波长信号分光单元、数据控制采集单元。激光雷达在环境污染监测、气溶胶时空分布测量、气候以及天气现象研究中有着 广泛应用。
多波长的激光雷达能够发射出多种波长的光，经高空中大气介质球形粒子和非球形粒子后向散射至接收望远镜，由后继光学单元的小孔光阑、准直镜、二向色分光镜、会聚镜、滤光片、反射镜等的光学作用，再由各光电探测器转换后将电信号经数据采集单元传输至分析单元，对大气介质进行分析。
激光雷达是由激光器所产生的激光为光源，通常我们会采取多种不同波长的光。最理想的状态是要求这多束光要射向同一区域的大气介质，这样得出的分析数据才可靠、准确，因此要求这多束光尽可能地平行射出。不同波长的光其可见性也是不同的，选择的光为不可见或部分不可见，则如果仪器在监测现场一旦光路跑偏，对快速调整恢复多束光使其平行射出是非常难度的。
发明内容
本发明的目的是解决现有监测现场无法快速恢复多束光平行射出的问题，提供一种出射光平行校准方法及应用。
本发明采用的技术方案是：一种多波长激光雷达出射光平行校准方法，包括如下步骤：S1，调整可见光的三维调整架，使得该三维调整架的反光镜反射的光束目测为垂直；S2，将感光片支架放置于光束路线上，使得可见光的光束中心通过感光片支架上的玻璃片圆心；S3，分别调整剩余的三维调整架，使得不可见光在感光片支架上的感光片显示光斑，使得光斑中心与感光片的圆心基本重合；S4，固定三维调整架；S5，移开感光片支架。
作为本发明的进一步改进，所述感光片支架上设有若干通孔2，所述通孔与出射光的光束路线相对应，所述通孔的圆心处于同一直线上，且该直线与感光片支架侧面平行；所述通孔上连接有感光片或玻璃片；感光片的感光区设有圆和十字线，十字线的交叉点与圆心重合；玻璃片上设有圆和十字线，十字线的交叉点与圆心重合；感光片和玻璃片上圆的圆心与通孔的圆心重合。
作为本发明的进一步改进，该校准方法适用于能够发出至少一道可见光的多波长激光雷达。。
本发明采用的有益效果是：本发明有效解决激光雷达在户外无法进行出射光，尤其是不可见光平行校准的难题，提供一种可视化的校准方法。本发明的调整方法简单易用、便于操作、观察直观；调整装置制作成本低、便于携带、操作便利。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为本发明的感光支架示意图。
图3为本发明的感光支架俯视图。
图4为本发明的感光片示意图。
图中所示：1 感光片支架，2 通孔，3 定位槽，4 三维调整架。
具体实施方式
下面结合图1至图4，对本发明做进一步的说明。
如图所示，一种多波长激光雷达出射光平行校准方法，包括如下步骤：S1，调整可见光的三维调整架4，使得该三维调整架的反光镜反射的光束目测为垂直；S2，将感光片支架1放置于光束路线上，使得可见光的光束中心通过感光片支架上的玻璃片圆心；S3，分别调整剩余的三维调整架，使得不可见光在感光片支架上的感光片显示光斑，使得光斑中心与感光片的圆心基本重合；S4，固定三维调整架；S5，移开感光片支架及感光片和玻璃片。
进一步地，为保证本发明能够快速调整光的平行射出，感光片支架、玻璃片和感光片起到重要的配合作用。感光片支架1上设有若干通孔2，所述通孔与出射光相对应，所述通孔的圆心处于同一直线上，且该直线与感光片支架侧面平行，相邻通孔间的圆心距离与各反光镜中心水平投影距离相等；所述通孔连接感光片或玻璃片；感光片的感光区设有圆和十字线，十字线的交叉点与圆心重合；玻璃片上设有圆和十字线，十字线的交叉点与圆心重合。通过圆与十字线的设置，确保光束能够准确定位。感光片和玻璃片上圆的圆心与通孔的圆心重合。为保证感光片和玻璃片能够与感光支架保持稳定，同时快速定位感光片和玻璃片，通孔上设有定位槽3，所述定位槽内设有感光片或玻璃片。
实施例1，装备Nd:YAG激光器的激光雷达，发射出355nm、532nm、1064nm的光，其中532nm的光为绿色可见光，而355nm的光为紫外光，1064nm的光为红外光，后两者均为不可见光。
设计并制作一个感光片支架，在感光片支架上开一组通孔，其通孔的数量与出射光光束数量一致；通孔的直径Φ分别比355nm反射镜、 532nm反光镜、1064nm反光镜的直径大，使得这些束光能完全分别通过通孔，而不被感光片支架遮挡；通孔的中心在一条直线上，且与支架一侧面平行，距离为C；相邻通孔之间的中心距D1、D2 分别与三维调整架上各反光镜中心水平投影距离相等。在感光片支架的通孔上开定位槽，定位槽的数量与通孔的数量相同，用于放置感光片和玻璃片，定位槽的形状与尺寸同感光片与玻璃片的形状与尺寸相同。制作红外光感光片和紫外光感光片，在其感光区绘制一个圆和一个十字线，十字线与圆心重合；感光片能够在感光片支架上快速定位，且定位后感光片上的圆心与感光片支架上的圆心重合。制作玻璃片，在其指定区域绘制一个圆和一个十字线，十字线与圆心重合；玻璃片能够在感光片支架上快速定位，且定位后玻璃片上的圆心与感光片支架上的圆心重合。将制作好的感光片1支架放到室外激光雷达上部机柜前窗镜上面，调整好方位。再将红外光感光片、紫外光感光片、玻璃片依次放置在感光片支架的定位槽内。
打开激光器9，首先调节安装有可见光绿光的532nm反光镜的三维调整架上的调整螺钉，使该光束目测为垂直。再移动机柜前窗片上的感光片支架，使绿光光束中心通过玻璃片上的圆心。然后继续分别调整安装有不可见光的355nm反射镜和1064nm反光镜的三维调整架上的调整螺钉，直到不可见光在各自的感光片上显示光斑，并使光斑中心与感光片上的圆心基本重合。最后锁紧各调节螺钉。至此，一组出射光平行地射向大气。
本发明的校准方法适用于能够发出至少一道可见光的多波长激光雷达。
本发明有效解决激光雷达在户外无法进行出射光平行校准的难题，提供一种可视化调整方法。本发明的调整方法简单易用、便于操作、观察直观；调整装置制作成本低、便于携带、操作便利。
本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种多波长激光雷达出射光平行校准方法，包括如下步骤：
S1，调整可见光的三维调整架（4），使得该三维调整架的反光镜反射的光束目测为垂直；
S2，将感光片支架（1）放置于光束路线上，使得可见光的光束中心通过感光片支架上的玻璃片圆心；
S3，分别调整剩余的三维调整架，使得不可见光在感光片支架上的感光片显示光斑，使得光斑中心与感光片的圆心基本重合；
S4，固定三维调整架；
S5，移开感光片支架。
2.一种多波长激光雷达出射光平行校准方法，其特征是所述感光片支架（1）上设有若干通孔2，所述通孔与出射光的光束路线相对应，所述通孔的圆心处于同一直线上，且该直线与感光片支架侧面平行；所述通孔上连接有感光片或玻璃片；感光片的感光区设有圆和十字线，十字线的交叉点与圆心重合；玻璃片上设有圆和十字线，十字线的交叉点与圆心重合；感光片和玻璃片上圆的圆心与通孔的圆心重合。
3.一种多波长激光雷达出射光平行校准方法的应用，其特征是该校准方法适用于能够发出至少一道可见光的多波长激光雷达。
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