一种双通道激光雷达接收系统的制作方法

    技术2025-04-06  35


    本技术属于激光雷达,更具体地,涉及一种双通道激光雷达接收系统。


    背景技术:

    1、激光扫描技术是快速、高效获取空间数据的重要手段之一。对于三维激光扫描仪,如果采用单通道接收并处理不同距离的目标的回波信息,大动态范围下的回波幅值变化区间较大,不同幅值的信号都只能用同一个放大倍数,信号处理的效果较差。如果采用多通道接收模式,则可以分别处理不同幅值的回波信号,设置不同的放大倍数,使信号都可以被放大到合适的区间内,实现大动态范围的精细遥感探测,提高激光雷达的探测能力和精度。目前实现多通道探测的方式主要有两种:分光技术和电路分离技术。电路分离方式中可获得的电路放大通道数有限,一般只分为两路电路通道,若需要更大的动态范围,需要结合分光技术,采用多光学通道的接收系统。现有的多光学通道的接收系统,例如双通道激光雷达接收系统中各通道的结构相互独立,采用转接件相互联结的集成方式,通常会导致系统的安置误差较大、装调难度较大。


    技术实现思路

    1、本实用新型通过提供一种双通道激光雷达接收系统,解决现有技术中双通道激光雷达接收系统的安置误差较大、装调难度较大的问题。

    2、本实用新型提供一种双通道激光雷达接收系统,包括:主结构件、密封盖、分光片、第一光路组件和第二光路组件;所述主结构件与所述密封盖联结,所述主结构件用于定位安装所述分光片、所述第一光路组件和所述第二光路组件;所述分光片用于将激光回波直接分为第一激光光束和第二激光光束;所述第一激光光束入射至所述第一光路组件上,所述第二激光光束入射至所述第二光路组件上;所述第一光路组件构成的第一光学通道的光轴与所述第二光路组件构成的第二光学通道的光轴互相垂直。

    3、优选的,所述第一光路组件包括第一聚焦透镜、第一探测器和第一辅助结构件;所述第一辅助结构件用于与所述主结构件配合安装所述第一聚焦透镜,所述第一聚焦透镜用于将所述第一光学通道中的所述第一激光光束聚焦到所述第一探测器的感光面上,所述第一探测器用于探测所述第一光学通道中的光信号,并将光信号转换为电信号;

    4、所述第二光路组件包括第二聚焦透镜、第二探测器和第二辅助结构件;所述第二辅助结构件用于与所述主结构件配合安装所述第二聚焦透镜,所述第二聚焦透镜用于将所述第二光学通道中的所述第二激光光束聚焦到所述第二探测器的感光面上,所述第二探测器用于探测所述第二光学通道中的光信号,并将光信号转换为电信号。

    5、优选的,所述第一聚焦透镜、所述第二聚焦透镜均采用平凸非球面透镜;所述主结构件包括第一凸台和第二凸台,所述第一凸台和所述第二凸台在空间位置上相互垂直;所述第一凸台用于定位所述第一聚焦透镜的凸面,所述第一辅助结构件用于从外侧压住所述第一聚焦透镜的平面端;所述第二凸台用于定位所述第二聚焦透镜的凸面,所述第二辅助结构件用于从外侧压住所述第二聚焦透镜的平面端。

    6、优选的,所述第一辅助结构件还用于阻挡杂散光到达所述第一探测器的感光面,所述第二辅助结构件还用于阻挡杂散光到达所述第二探测器的感光面。

    7、优选的,所述第一辅助结构件、所述第二辅助结构件的内部均设置有消光纹。

    8、优选的,所述主结构件包括第三凸台,所述第三凸台为45°凸台,用于定位安装所述分光片。

    9、优选的,所述双通道激光雷达接收系统还包括:滤光片;所述滤光片定位安装在所述主结构件上,所述滤光片用于滤除杂散光;激光回波经所述滤光片后直接被所述分光片分为所述第一激光光束和所述第二激光光束。

    10、优选的,所述主结构件包括第四凸台,所述第四凸台用于定位安装所述滤光片,使所述滤光片固定于激光回波进入所述主结构件的第一个面的凸台处。

    11、优选的,所述双通道激光雷达接收系统还包括:发射组件;所述发射组件通过所述密封盖与所述主结构件联结,所述发射组件用于发射激光光束。

    12、优选的,所述发射组件包括激光发射模块和至少一个反射镜;所述激光发射模块用于发射具有工作波长且满足设定束宽和发散角的激光光束;至少一个所述反射镜用于改变发射的激光光束的指向,使其与双通道激光雷达接收系统构成共轴光路后射出。

    13、本实用新型中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

    14、本实用新型提供的双通道激光雷达接收系统主要包括主结构件、密封盖、分光片、第一光路组件和第二光路组件,主结构件与密封盖联结,利用主结构件定位安装分光片、第一光路组件和第二光路组件;利用分光片将激光回波直接分为第一激光光束和第二激光光束,第一激光光束入射至第一光路组件上,第二激光光束入射至第二光路组件上;第一光路组件构成的第一光学通道的光轴与第二光路组件构成的第二光学通道的光轴互相垂直。即本实用新型采用主-分的结构形式,将各个光学通道的机械支撑结构(涉及定位面的部分结构)合并为一个主结构件,通过主结构件各个定位面的位置精度来保证两个光学通道光轴的相对位置,相较于现有结构中各通道的结构相互独立、采用转接件相互联结的集成方式,本实用新型提出的接收系统中不同通道的相对位置更加精确、稳定,有效降低了系统的安装误差、装调难度和复杂度。此外,本实用新型同时提供了两个光学接收通道,即激光回波经过滤光片进入接收系统后直接被分光片分为光轴相互垂直的两束激光,分别被两个光学通道聚焦并探测。双光学通道增大了系统的动态范围,使系统能够获取更多高信噪比的信息,同时,激光回波穿过的更少数量的透镜即可到达探测器感光面,减少了接收过程的衰减,提高了激光雷达系统的探测能力。



    技术特征:

    1.一种双通道激光雷达接收系统,其特征在于,包括:主结构件、密封盖、分光片、第一光路组件和第二光路组件;所述主结构件与所述密封盖联结,所述主结构件用于定位安装所述分光片、所述第一光路组件和所述第二光路组件;所述分光片用于将激光回波直接分为第一激光光束和第二激光光束;所述第一激光光束入射至所述第一光路组件上,所述第二激光光束入射至所述第二光路组件上;所述第一光路组件构成的第一光学通道的光轴与所述第二光路组件构成的第二光学通道的光轴互相垂直。

    2.根据权利要求1所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,所述第一光路组件包括第一聚焦透镜、第一探测器和第一辅助结构件;所述第一辅助结构件用于与所述主结构件配合安装所述第一聚焦透镜,所述第一聚焦透镜用于将所述第一光学通道中的所述第一激光光束聚焦到所述第一探测器的感光面上,所述第一探测器用于探测所述第一光学通道中的光信号,并将光信号转换为电信号;

    3.根据权利要求2所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,所述第一聚焦透镜、所述第二聚焦透镜均采用平凸非球面透镜;所述主结构件包括第一凸台和第二凸台,所述第一凸台和所述第二凸台在空间位置上相互垂直;所述第一凸台用于定位所述第一聚焦透镜的凸面,所述第一辅助结构件用于从外侧压住所述第一聚焦透镜的平面端;所述第二凸台用于定位所述第二聚焦透镜的凸面,所述第二辅助结构件用于从外侧压住所述第二聚焦透镜的平面端。

    4.根据权利要求2所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,所述第一辅助结构件还用于阻挡杂散光到达所述第一探测器的感光面,所述第二辅助结构件还用于阻挡杂散光到达所述第二探测器的感光面。

    5.根据权利要求4所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,所述第一辅助结构件、所述第二辅助结构件的内部均设置有消光纹。

    6.根据权利要求1所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,所述主结构件包括第三凸台,所述第三凸台为45°凸台,用于定位安装所述分光片。

    7.根据权利要求1所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,还包括:滤光片;所述滤光片定位安装在所述主结构件上,所述滤光片用于滤除杂散光;激光回波经所述滤光片后直接被所述分光片分为所述第一激光光束和所述第二激光光束。

    8.根据权利要求7所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,所述主结构件包括第四凸台,所述第四凸台用于定位安装所述滤光片,使所述滤光片固定于激光回波进入所述主结构件的第一个面的凸台处。

    9.根据权利要求1所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,还包括:发射组件;所述发射组件通过所述密封盖与所述主结构件联结,所述发射组件用于发射激光光束。

    10.根据权利要求9所述的双通道激光雷达接收系统,其特征在于,所述发射组件包括激光发射模块和至少一个反射镜;所述激光发射模块用于发射具有工作波长且满足设定束宽和发散角的激光光束;至少一个所述反射镜用于改变发射的激光光束的指向,使其与双通道激光雷达接收系统构成共轴光路后射出。


    技术总结
    本技术属于激光雷达技术领域,公开了一种双通道激光雷达接收系统,主要包括主结构件、密封盖、分光片、第一光路组件和第二光路组件,主结构件与密封盖联结,利用主结构件定位安装分光片、第一光路组件和第二光路组件;利用分光片将激光回波直接分为第一激光光束和第二激光光束,第一激光光束入射至第一光路组件上,第二激光光束入射至第二光路组件上;第一光路组件构成的第一光学通道的光轴与第二光路组件构成的第二光学通道的光轴互相垂直。本技术有效降低了系统的安装误差、装调难度和复杂度。此外,还增大了系统的动态范围,提高了激光雷达系统的探测能力。

    技术研发人员:毛庆洲,吴安磊,胡雪晴
    受保护的技术使用者:武汉珞珈伊云光电技术有限公司
    技术研发日:20240123
    技术公布日:2024/10/24
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