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一種超光譜激光雷達系統(tǒng)及其控制方法與流程

文檔序號:12269097閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于,包括:

光源子系統(tǒng),提供設定頻率的激光作為探測光及激光雷達主波;

光接收子系統(tǒng),接收設定頻率的回波;

信號采集子系統(tǒng),采集所述激光雷達主波和回波并采樣;以及

信號處理子系統(tǒng),基于所述回波來確定是否改變所述設定頻率,以及基于所述激光雷達主波及回波獲取探測目標的信息。

2.根據(jù)權利要求1所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于,所述光源子系統(tǒng)包括:

激光光源裝置,輸出設定頻率的激光。

3.根據(jù)權利要求2所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于,所述激光光源裝置還包括:

準直裝置(13),設置在所述激光光源裝置和光束分束器(14)之間,準直所述設定頻率的激光并輸出至所述光束分束器(14)。

4.根據(jù)權利要求2所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于,所述激光光源裝置包括:

超連續(xù)激光光源(11),輸出超連續(xù)光譜激光;

出射激光頻率選擇器(12),接收所述超連續(xù)光譜激光,僅允許具有所述設定頻率的激光通過。

5.根據(jù)權利要求2所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于,所述激光光源裝置包括:

可調諧激光光源(16),輸出具有所述設定頻率的激光。

6.根據(jù)權利要求4或5所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于,所述光接收子系統(tǒng)包括:

接收鏡頭(21),接收外界回波;

入射激光頻率選擇器(22),位于接收鏡頭(21)的回波光路后方,僅允許設定頻率的回波通過。

7.根據(jù)權利要求6所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于:

所述光源子系統(tǒng)還包括:光束分束器(14),將所述設定頻率的激光分束為探測光及激光雷達主波;

所述信號采集子系統(tǒng)包括:

第一光電傳感器(15),探測所述激光雷達主波,生成激光雷達主波電信號;

第二光電傳感器(23),探測回波,生成回波電信號;以及

信號采集裝置,接收所述激光雷達主波電信號及回波電信號并進行采樣,生成主波采樣信號和回波采樣信號;

所述信號處理子系統(tǒng)包括:

控制模塊,同步控制激光光源裝置的輸出激光的設定頻率及所述入射激光頻率選擇器(22)允許通過激光的設定頻率;

閾值判斷模塊,用于基于預設閾值,判斷回波采樣信號是否飽和,如果回波采樣信號飽和,則控制裝置改變所述設定頻率;

計算處理模塊,用于在回波采樣信號未飽和的情況下,對所述主波采樣信號和回波采樣信號其進行分析及處理,獲得探測目標的信息。

8.根據(jù)權利要求7所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于:

所述超光譜激光雷達系統(tǒng)還包括:陀螺儀,用于獲取當前超光譜激光雷達系統(tǒng)的移動方向;

所述閾值判斷模塊,用于在回波采樣信號飽和,且當前超光譜激光雷達系統(tǒng)朝向第一方向移動的情況下,向長波方向改變所述設定頻率;在回波采樣信號飽和,且當前超光譜激光雷達系統(tǒng)朝向第二方向移動的情況下,向短波方向改變所述設定頻率;

其中,所述第一方向和第二方向相反。

9.根據(jù)權利要求7所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于:

所述控制裝置控制所述超連續(xù)激光光源(11)輸出超連續(xù)光譜激光,同步控制所述出射激光頻率選擇器(12)和所述入射激光頻率選擇器(22)允許通過激光的設定頻率。

10.根據(jù)權利要求7所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),其特征在于:

所述控制裝置控制可調諧激光光源(16)輸出激光的設定頻率,同步控制所述入射激光頻率選擇器(22)允許通過激光的設定頻率。

11.一種控制方法,其特征在于,用于控制權利要求1-10所述的超光譜激光雷達系統(tǒng),包括:

步驟A,控制光源子系統(tǒng)輸出設定頻率的激光,同時控制接收子系統(tǒng)僅允許該設定頻率的激光通過;

步驟B:控制信號采集子系統(tǒng),令其將接收到的激光雷達主波和回波轉換為電信號并采樣;

步驟C:控制信號處理子系統(tǒng),令其判斷回波采樣電信號是否為飽和信號,若是,則改變該設定頻率,返回步驟A,否則執(zhí)行步驟D;以及

步驟D:控制信號處理子系統(tǒng),令其基于主波采樣電信號和回波采樣電信號獲取探測目標的信息。

12.根據(jù)權利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述步驟D中:

當在回波采樣信號飽和,且當前超光譜激光雷達系統(tǒng)朝向第一方向移動的情況下,向長波方向改變所述設定頻率;

在回波采樣信號飽和,且當前超光譜激光雷達系統(tǒng)朝向第二方向移動的情況下,向短波方向改變所述設定頻率。

13.根據(jù)權利要求12所述的控制方法,其特征在于,

所述改變設定頻率為調整激光波長步長10nm~20nm。

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