定向激光掃描系統技術方案

本實用新型專利技術提供一種定向激光掃描系統，包括：增穩云臺、激光測距傳感器、振蕩發生器和光波反射面；其中，所述激光測距傳感器固定設置于所述增穩云臺上；所述光波反射面設置于所述激光測距傳感器的發射光路，并且，所述光波反射面與所述激光測距傳感器的發射光路具有設定的夾角，所述光波反射面用于將激光測距傳感器發出的激光反射到目標區域，并將目標區域的反射激光反射至所述激光測距傳感器；所述振蕩發生器與所述光波反射面連接，用于帶動所述光波反射面振動，從而使所述激光測距傳感器發射的激光在所述光波反射面的作用下進行一定范圍內的偏轉?？捎行Ы鉀Q由于各種參數誤差影響而導致激光測距傳感器無法對目標測距的問題。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于激光測距與激光掃描
，具體涉及一種定向激光掃描系統。
技術介紹
無人機具有造價低、多任務、機動性好、性價比高和低電磁輻射等特點，目前，已廣泛應用于軍事領域和民事領域。在無人機的各種應用中，首要解決的問題是：無人機需要具有對地面靜止或移動的目標進行精確定位的能力?，F有技術中，主要采用以下定位系統實現對目標的定位：在無人機平臺上安裝云臺，在云臺上固定安裝激光測距傳感器，云臺連接有驅動馬達和姿態測量傳感器；當需要對某一目標定位時，控制驅動馬達旋轉，在驅動馬達帶動下，使云臺旋轉，從而使激光測距傳感器旋轉，達到使激光測距傳感器對準目標的目的；然后，在鎖定目標后，激光測距傳感器通過向鎖定的目標發射激光的方式，得到目標的測距信息，再結合姿態測量傳感器測量得到的云臺姿態信息，即可解算出目標方位信息，達到對目標定位的目的。然而，上述定位系統存在的主要問題為：首先，在對目標定位的時候，無人機為飛行狀態，因此，機身受氣流影響而處于不規則振蕩狀態，從而導致云臺振蕩，進而使激光測距傳感器存在微小震動；既使對云臺采取一定的增穩措施，仍然會使云臺存在微小振蕩；其次，驅動馬達在旋轉過程中，存在旋轉誤差，以及，姿態測量傳感器本身具有一定的測量誤差；上述各種因素共同導致以下結果：使用云臺鎖定目標時，不可避免的存在一定視角誤差，當該視角誤差較大時(如3度以上)，或當目標較遠時(如達到1000米)，對于地面較小尺寸的目標(如車輛)而言，激光測距傳感器發射的光波會完全偏離目標，從而難以對目標進行測距，導致最終無法對目標定位。
技術實現思路
針對現有技術存在的缺陷，本技術提供一種定向激光掃描系統，可有效解決由于各種參數誤差影響而導致激光測距傳感器無法對目標測距的問題。本技術采用的技術方案如下：本技術提供一種定向激光掃描系統，包括：增穩云臺、激光測距傳感器、振蕩發生器和光波反射面；其中，所述激光測距傳感器固定設置于所述增穩云臺上；所述光波反射面設置于所述激光測距傳感器的發射光路，并且，所述光波反射面與所述激光測距傳感器的發射光路具有設定的夾角，所述光波反射面用于將激光測距傳感器發出的激光反射到目標區域，并將目標區域的反射激光反射至所述激光測距傳感器；所述振蕩發生器與所述光波反射面連接，用于帶動所述光波反射面振動，從而使所述激光測距傳感器發射的激光在所述光波反射面的作用下進行一定范圍內的偏轉。優選的，還包括：掃描角抑制窗口；所述掃描角抑制窗口設置于所述光波反射面對所述激光測距傳感器發出的激光進行反射的反射光路，用于抑制發射角超過設定值或入射角超過設定值的發射光線或反射光線。優選的，還包括：圖像或視頻采集設備；所述圖像或視頻采集設備固定于所述增穩云臺上；并且，所述光波反射面在非振動狀態下，設所述激光測距傳感器發出的激光進行反射的反射點為O1，設所述掃描角抑制窗口的窗口中心點為O2；則：所述圖像或視頻采集設備的采集方向與直線O1-O2的方向平行。優選的，還包括：數字圖像無線傳輸移動端、控制器、第一無線傳輸裝置、第二無線傳輸裝置、地面監控終端、云臺姿態測量傳感器以及云臺姿態調整機構；其中，所述控制器的一端分別與所述云臺姿態測量傳感器、所述云臺姿態調整機構和所述激光測距傳感器連接，所述控制器的另一端連接到所述第一無線傳輸裝置；所述圖像或視頻采集設備通過所述數字圖像無線傳輸移動端連接到所述第一無線傳輸裝置；所述第一無線傳輸裝置還通過所述第二無線傳輸裝置連接到所述地面監控終端。本技術提供的定向激光掃描系統具有以下優點：通過在激光測距傳感器的激光發射光路上安裝振蕩的光波反射面，使激光測距傳感器的光波在鎖定方向的一定角度范圍(如3度到5度)內掃描，從而有效解決現有技術中由于各種參數誤差影響而導致激光測距傳感器無法對目標測距的問題。另外，本實用新型還具有結構巧妙而簡單、成本低等優點。附圖說明圖1為本技術提供的定向激光掃描系統的結構示意圖；其中，1代表光波反射面，2代表掃描角抑制窗口，3代表圖像或視頻采集設備。具體實施方式以下結合附圖對本技術進行詳細說明：結合圖1，本技術提供一種定向激光掃描系統，包括：增穩云臺、激光測距傳感器、振蕩發生器和光波反射面；其中，增穩云臺可選用三軸增穩云臺，具有自身姿態測量與三軸定向控制功能。其中，激光測距傳感器固定設置于增穩云臺上；光波反射面設置于激光測距傳感器的發射光路，并且，光波反射面與激光測距傳感器的發射光路具有設定的夾角，光波反射面用于將激光測距傳感器發出的激光反射到目標區域，并將目標區域的反射激光反射至激光測距傳感器；振蕩發生器與光波反射面連接，用于帶動光波反射面振動，從而使激光測距傳感器發射的激光在光波反射面的作用下進行一定范圍內的快速偏轉。還包括：掃描角抑制窗口；掃描角抑制窗口設置于光波反射面對激光測距傳感器發出的激光進行反射的反射光路，用于抑制發射角超過設定值或入射角超過設定值的發射光線或反射光線。具體的，上述裝置的工作原理為：在控制激光測距傳感器對準目標后，激光測距傳感器發射的光波經過光波反射面偏轉反射而指向目標區域，由于光波反射面在振蕩發生器的帶動下，會產生一個小角度范圍的高頻振動，從而使測距光波可在小角度范圍偏轉，由此實現對被鎖定目標小范圍的掃描；通過掃描抑制窗口，遮擋發射角過大，或入射角過大的光線，使激光傳感器測量的區域僅集中在目標區域。由于激光測距傳感器對被鎖定目標進行小范圍的掃描，因此，可有效解決現有技術中由于各種參數誤差影響而導致激光測距傳感器無法對目標測距的問題。將上述裝置應用于無人機平臺時，通過與其他設備配合，可實現對目標精確定位的目的，具體的，還包括：圖像或視頻采集設備；圖像或視頻采集設備固定于增穩云臺上；并且，光波反射面在非振動狀態下，設激光測距傳感器發出的激光進行反射的反射點為O1，設掃描角抑制窗口的窗口中心點為O2；則：圖像或視頻采集設備的采集方向與直線O1-O2的方向平行，以取得最佳的跟蹤監測效果。還包括：數字圖像無線傳輸移動端、控制器、第一無線傳輸裝置、第二無線傳輸裝置、地面監控終端、云臺姿態測量傳感器以及云臺姿態調整機構；其中，控制器的一端分別與云臺姿態測量傳感器、云臺姿態調整機構和激光測距傳感器連接，控制器的另一端連接到第一無線傳輸裝置；圖像或視頻采集設備通過數字圖像無線傳本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種定向激光掃描系統，其特征在于，包括：增穩云臺、激光測距傳感器、振蕩發生器和光波反射面；其中，所述激光測距傳感器固定設置于所述增穩云臺上；所述光波反射面設置于所述激光測距傳感器的發射光路，并且，所述光波反射面與所述激光測距傳感器的發射光路具有設定的夾角，所述光波反射面用于將激光測距傳感器發出的激光反射到目標區域，并將目標區域的反射激光反射至所述激光測距傳感器；所述振蕩發生器與所述光波反射面連接，用于帶動所述光波反射面振動，從而使所述激光測距傳感器發射的激光在所述光波反射面的作用下進行一定范圍內的偏轉。

【技術特征摘要】
1.一種定向激光掃描系統，其特征在于，包括：增穩云臺、激光測距傳感
器、振蕩發生器和光波反射面；
其中，所述激光測距傳感器固定設置于所述增穩云臺上；
所述光波反射面設置于所述激光測距傳感器的發射光路，并且，所述光波
反射面與所述激光測距傳感器的發射光路具有設定的夾角，所述光波反射面用
于將激光測距傳感器發出的激光反射到目標區域，并將目標區域的反射激光反
射至所述激光測距傳感器；
所述振蕩發生器與所述光波反射面連接，用于帶動所述光波反射面振動，
從而使所述激光測距傳感器發射的激光在所述光波反射面的作用下進行一定范
圍內的偏轉。
2.根據權利要求1所述的定向激光掃描系統，其特征在于，還包括：掃描
角抑制窗口；所述掃描角抑制窗口設置于所述光波反射面對所述激光測距傳感
器發出的激光進行反射的反射光路，用于抑制發射角超過設定值或入射角超過
設定值的發射光線或反射光線。
3.根據權利要求2所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫敏，劉磊，任翔，姜城，黎曉東，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：新型
國別省市：北京;11