一种基于调制频率测量的超高密度激光二维扫描装置制造方法及图纸

一种基于调制频率测量的超高密度激光二维扫描装置，包括高频信号发生器(1)、激光器(2)、基准距离板(3)、回波探测器(4)、整形模块(5)、鉴频器(6)、扫描镜(7)、角度编码器(8)、编码计数电路(9)、距离计算模块(10)和二维数据处理模块(11)。本发明专利技术将激光进行超高频率方波调制，在对目标进行扫描的过程中，目标表面到扫描装置的视线距离会产生连续变化，该距离变化的速率会反映到激光回波的频率。参考扫描镜初始位置对应的内部距离参考点，通过对距离变化率进行积分可以获得目标表面到扫描装置的视线距离。本发明专利技术装置的测量重复频率仅由调制频率和鉴频器输出速率决定，不受模糊距离的限制，可将测量重复频率提升到GHz。

【技术实现步骤摘要】
一种基于调制频率测量的超高密度激光二维扫描装置
本专利技术涉及一种激光二维成像装置，能够较好克服相位测量方法的测尺限制和脉冲飞行测量的模糊距离限制，将测量重复频率提升到几百MHz。
技术介绍
在激光雷达和激光二维扫描仪领域，目前常用的激光测距方式主要有相位测量法和基于飞行时间的脉冲直接测距法。相位测量主要是通过比对目标回波和参考信号的相位差来实现距离测量，为了克服距离模糊，通常采用多个测尺进行测量，其测量重复频率受最长测尺限制。以测量距离75m为例，最长测尺对应的调制频率要低于2MHz，这就限制了测量重复频率不能超过2MHz。脉冲飞行时间测距方法因为受激光脉冲飞行的往返时间限制，也同样存在距离模糊问题，虽然采用编码、多波长等技术可以提升模糊距离，从而达到提高测量重复频率的效果，但是测量频率仍然受模糊距离的限制，且通常只能够提升几倍的频率，难以实现更高的测量重复频率。对于车载等地面移动平台而言，使用更高测量重复频率的扫描技术，将能够提升移动平台的运行速度，缩短测量时间。目前，市场上基于相位测量激光测距技术的激光二维扫描仪的测量频率不超过2MHz，而基于脉冲飞行时间测量的激光二维扫描仪的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于调制频率测量的超高密度激光二维扫描装置，其特征在于：包括高频信号发生器(1)、激光器(2)、基准距离板(3)、回波探测器(4)、整形模块(5)、鉴频器(6)、扫描镜(7)、角度编码器(8)、编码计数电路(9)、距离计算模块(10)和二维数据处理模块(11)，其中：高频信号发生器(1)：根据频率设置信号产生频率为f0的周期方波并送至激光器(2)；激光器(2)：在高频信号发生器(1)输出的周期方波控制下，产生同频率的激光周期方波并送至扫描镜(7)；基准距离板(3)：位于与扫描镜(7)的距离为d0的固定位置，作为距离起始参考点；回波探测器(4)：完成对被测目标激光回波的光电探测，将与激光回波...

【技术特征摘要】
1.一种基于调制频率测量的超高密度激光二维扫描装置，其特征在于：包括高频信号发生器(1)、激光器(2)、基准距离板(3)、回波探测器(4)、整形模块(5)、鉴频器(6)、扫描镜(7)、角度编码器(8)、编码计数电路(9)、距离计算模块(10)和二维数据处理模块(11)，其中：高频信号发生器(1)：根据频率设置信号产生频率为f0的周期方波并送至激光器(2)；激光器(2)：在高频信号发生器(1)输出的周期方波控制下，产生同频率的激光周期方波并送至扫描镜(7)；基准距离板(3)：位于与扫描镜(7)的距离为d0的固定位置，作为距离起始参考点；回波探测器(4)：完成对被测目标激光回波的光电探测，将与激光回波同频率的周期脉冲电信号输出到整形模块(5)；整形模块(5)：将周期脉冲电信号整形成周期方波电信号并送至鉴频器(6)；鉴频器(6)：计算出周期方波电信号的频率f并送至距离计算模块(10)；扫描镜(7)：进行圆周转动，在转动过程中，首先将输入的激光周期方波反射到基准距离板(3)并获取基准距离板(3)反射的回波，实现初始基准距离标校，然后将输入的激光周期方波反射到被测目标并获取被测目标的激光回波，将被测目标的激光回波送至回波探测器(4)；角度编码器(8)：安装在扫描镜(7)的转动轴上，将扫描镜(7)的转动角度形成编码脉冲并输入到编码计数电路(9)；编码计数电路(9)：对输入的编码脉冲进行计数，并将计数值输入到二维数据处理模块(11)；距离计算模块(10)：根据周期方波电信号的频率计算出距离变化速率并送至二维数据处理模块(11)；二维数据处理模块(11)：产生频率设置信号并送至高频信号发生器(1)；同步接收距离变化速率和编码计数电路(9)计数值，根据编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：才长帅，李光伟，闫海，曹原，王晓莉，高其嘉，陈京平，李建勋，冀鑫炜，石海天，刘建平，李静，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11