一种车载激光多普勒测速仪制造技术

一种车载激光多普勒测速仪，激光器发射出来的激光由分光棱镜分成等强度、等光程的两束平行光，两束平行光分别入射到第一、第二半透半反镜，从第一、第二半透半反镜透射出的两束平行光束进入到双光束差动系统的两条对称光路中；从第一、第二半透半反镜反射出的两束光束分别入射到对称设置的两个一维参考光子系统的光路中。双光束差动系统输出多普勒频率为fD的多普勒信号S3，两一维参考光子系统分别输出多普勒频率为fD1的多普勒信号S1和多普勒频率为fD2的多普勒信号S2；利用S1、S2和S3完成当前车辆行驶速度的解算。本实用新型专利技术其能够适应车辆的在不平整路面上的颠簸摇摆，将整个测速系统安装在车式载体上，实时地为车辆提供精确的速度参数。

【技术实现步骤摘要】
一种车载激光多普勒测速仪
本技术是涉及一种高精度高可靠性新型激光测速仪，主要用于在不同的应用环境为车辆提供精确的速度参数，属于激光和精密测量

技术介绍
目前，车辆的速度参数主要是通过两种方式来获取。一种是利用车载加速度计测量载体相对于参考坐标系的加速度，计算得到载体速度变化量，结合初始值，得到载体的速度参数。另一种是借助于全球定位系统(GPS)获得载体的速度。这两种测速方式都有自身的缺点。现用的车载加速度计测速都是基于测比力的原理，它虽然是自主测试装置，但它测量的是运动体的视加速度，而不是绝对加速度；另外还需要通过计算引力场产生的加速度，才能得到运动体的绝对加速度。由于它是通过质量体进行测量的，因此存在受过载影响的误差项。而测量的误差项较多,需要复杂的计算进行修正。而借助于全球定位系统(GPS)获得载体的速度，虽然GPS具有全球性、全天候、高精度、实时定位系统等优点，但它是美国国防部研制的第二代卫星导航系统，属于非自主式的系统，它的动态性能和抗干扰能力较差。激光多普勒测速仪是基于激光多普勒效应，利用运动微粒散射光的多普勒频移来获得速度信息的。激光多普勒测速技术的研究始于1964年，经过几十年的发展，日趋成熟，同时信号处理技术、近代激光技术及微制造技术的发展给激光多普勒测速仪的研究提供了有利条件。激光多普勒测速仪作为一种新型的速度传感器，逐渐成为国内外速度测量研究的热点。现有的一些激光多普勒测速仪中，由于其光路设计缺陷(比如探头的控制体较小)，导致其测量范围远远不能适应车辆的上下振动和地面高度的起伏等环境。而多普勒测速仪由于对发射倾角(发射光束与运动方向的夹角)敏感，所以车辆的颠簸摇摆会导致测量误差，无法实时为车辆提供精确的速度测量信息。
技术实现思路
针对现有各种测速仪存在的缺陷，特别是针对现有的激光多普勒测速仪不能适应车辆颠簸摇摆,无法实时为车辆提供精确的速度测量信息的缺点。本技术的目的是提供一种车载激光多普勒测速仪，其能够适应车辆的在不平整路面上的颠簸摇摆，将整个测速系统安装在车式载体上，实时地为车辆提供精确的速度参数。为实现本技术之目的，采用以下技术方案予以实现：一种车载激光多普勒测速仪，包括两个一维参考光子系统、一个双光束差动系统、信号判别器以及信号处理器。激光器发射出来的激光由分光棱镜分成等强度、等光程的两束平行光，两束平行光分别入射到第一半透半反镜、第二半透半反镜，从第一半透半反镜、第二半透半反镜透射出的两束平行光束进入到双光束差动系统的两条对称光路中；从第一半透半反镜、第二半透半反镜反射出的两束光束对称分别入射到对称设置的两个一维参考光子系统的光路中。双光束差动系统输出多普勒频率为fD的多普勒信号S3，两个一维参考光子系统分别输出多普勒频率为fD1的多普勒信号S1和多普勒频率为fD2的多普勒信号S2；多普勒信号S1、多普勒信号S2和多普勒信号S3均输入到用于判别车辆当前的行驶状态的信号判别器，信号判别器与信号处理器连接，信号判别器将接收到的多普勒信号以及车辆当前的行驶状态信息传送到信号处理器，信号处理器进行信号处理，完成当前车辆行驶速度的解算。其中：信号判别器能够通过接收的多普勒信号，判别车辆当前的行驶状态(多普勒频率fD1与fD2相同，发射倾角的变化量Δθ为零，此时车辆在平整的路面上行驶；多普勒频率fD1与fD2不相同，发射倾角的变化量为Δθ，此时车辆在凹凸不平的地面上行驶。)，当车辆在平整的地面上行驶时，平稳运行时，信号处理器由多普勒信号S3提取其对应的多普勒频率fD，利用多普勒频率fD实现当前车辆行驶速度的解算，得到当前车辆的真实运动速度；当车辆在凹凸不平的地面上行驶时，车辆出现颠簸摇摆时，信号处理器由多普勒信号S1提取其对应的多普勒频率fD1和由多普勒信号S2提取其对应的多普勒频率fD2，利用多普勒频率fD1与fD2实现当前车辆行驶速度的解算，得到当前车辆的真实运动速度。其中激光器、分光棱镜、第一半透半反镜、第二半透半反镜、第三光阑、第四光阑、第一会聚透镜、地面、第二会聚透镜、第五光阑以及第三雪崩二极管模块组成了双光束差动系统；激光器、分光棱镜、第一半透半反镜、第二半透半反镜、第一衰减片、第二衰减片、第一全反镜、第二全反镜、第一窄光滤光片、第二窄光滤光片、第一光阑、第二光阑、第一雪崩二极管模块和第二雪崩二极管模块组成了两个一维参考光束型子系统，其中：激光器、分光棱镜、第一半透半反镜、第一衰减片、第一全反镜、第一窄光滤光片、第一光阑、第一雪崩二极管模块组成了一个一维参考光束型子系统，激光器、分光棱镜、第二半透半反镜、第二衰减片、第二全反镜、第二窄光滤光片、第二光阑和第二雪崩二极管模块组成了一个一维参考光束型子系统。所述激光器发射出来的激光由分光棱镜分成等强度、等光程的两束平行光，两束平行光分别射到第一半透半反镜、第二半透半反镜；从第一半透半反镜透射出的光束经第三光阑、第一会聚透镜入射到地面，从第二半透半反镜透射出的光速经第四光阑、第一会聚透镜入射到地面，地面的一部分散射光经过第一会聚透镜、第二会聚透镜、第五光阑入射到第三雪崩二极管模块的光敏面上并发生外差干涉，得到的多普勒频率为fD的多普勒信号S3。地面的一部分散射光会原路返回，即地面的一部分散射光经第一会聚透镜、第三光阑射到第一半透半反镜，从第一半透半反镜反射出的光束经第一窄光滤光片、第一光阑入射到第一雪崩二极管模块的光敏面上，按此条光路入射到第一雪崩二极管模块的光敏面上的光束为1#信号光；同样的，地面的一部分散射光经第一会聚透镜、第四光阑射到第二半透半反镜，从第二半透半反镜反射出的光束经第二窄光滤光片、第二光阑入射到第二雪崩二极管模块的光敏面上，按此条光路入射到第二雪崩二极管模块的光敏面上的光束为2#信号光。两束平行光分别射到第一半透半反镜、第二半透半反镜；从第一半透半反镜反射出的光束经第一衰减片射到第一全反镜后再次反射到第一衰减片进行衰减后射到第一半透半反镜，从第一半透半反镜透射出的光束经第一窄光滤光片、第一光阑入射到第一雪崩二极管模块的光敏面上，为1#参考光；同样的，从第二半透半反镜反射出的光束经第二衰减片射到第二全反镜后再次反射到第二衰减片进行衰减后射到第二半透半反镜，从第二半透半反镜透射出的光束经第二窄光滤光片、第二光阑入射到第二雪崩二极管模块的光敏面上，为2#参考光。入射到第一雪崩二极管模块的1#参考光和1#信号光在其光敏面上发生干涉，得到的多普勒频率为fD1的多普勒信号S1；入射到第二雪崩二极管模块的2#参考光和2#信号光在其光敏面上发生干涉，得到的多普勒频率为fD2的多普勒信号S2。第一雪崩二极管模块得到的多普勒信号S1、第二雪崩二极管模块得到的多普勒信号S2和第三雪崩二极管模块得到的多普勒信号S3都经由信号判别器进行信号判别后传送到信号处理器，由它来进行信号处理。信号判别器能够通过接收的多普勒信号，判别车辆当前的行驶状态，当车辆在平整的地面上行驶时，平稳运行时，信号处理器由多普勒信号S3提取其对应的多普勒频率fD，利用多普勒频率fD实现当前车辆行驶速度的解算，得到当前车辆的真实运动速度；当车辆在凹凸不平的地面上行驶时，车辆出现颠簸摇摆时，信号处理器由多普勒信号S1提取其对应的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载激光多普勒测速仪，其特征在于：包括两个一维参考光子系统、一个双光束差动系统、信号判别器以及信号处理器；激光器发射出来的激光由分光棱镜分成等强度、等光程的两束平行光，两束平行光分别入射到第一半透半反镜、第二半透半反镜，从第一半透半反镜、第二半透半反镜透射出的两束平行光束进入到双光束差动系统的两条对称光路中；从第一半透半反镜、第二半透半反镜反射出的两束光束对称分别入射到对称设置的两个一维参考光子系统的光路中；双光束差动系统输出多普勒频率为fD的多普勒信号S3，两个一维参考光子系统分别输出多普勒频率为fD1的多普勒信号S1和多普勒频率为fD2的多普勒信号S2；多普勒信号S1、多普勒信号S2和多普勒信号S3均输入到用于判别车辆当前的行驶状态的信号判别器，信号判别器与信号处理器连接，信号判别器将接收到的多普勒信号以及车辆当前的行驶状态信息传送到信号处理器，信号处理器进行信号处理，完成当前车辆行驶速度的解算。

【技术特征摘要】
1.一种车载激光多普勒测速仪，其特征在于：包括两个一维参考光子系统、一个双光束差动系统、信号判别器以及信号处理器；激光器发射出来的激光由分光棱镜分成等强度、等光程的两束平行光，两束平行光分别入射到第一半透半反镜、第二半透半反镜，从第一半透半反镜、第二半透半反镜透射出的两束平行光束进入到双光束差动系统的两条对称光路中；从第一半透半反镜、第二半透半反镜反射出的两束光束对称分别入射到对称设置的两个一维参考光子系统的光路中；双光束差动系统输出多普勒频率为fD的多普勒信号S3，两个一维参考光子系统分别输出多普勒频率为fD1的多普勒信号S1和多普勒频率为fD2的多普勒信号S2；多普勒信号S1、多普勒信号S2和多普勒信号S3均输入到用于判别车辆当前的行驶状态的信号判别器，信号判别器与信号处理器连接，信号判别器将接收到的多普勒信号以及车辆当前的行驶状态信息传送到信号处理器，信号处理器进行信号处理，完成当前车辆行驶速度的解算。2.根据权利要求1所述的车载激光多普勒测速仪，其特征在于：激光器、分光棱镜、第一半透半反镜、第二半透半反镜、第三光阑、第四光阑、第一会聚透镜、地面、第二会聚透镜、第五光阑以及第三雪崩二极管模块组成了双光束差动系统；激光器、分光棱镜、第一半透半反镜、第二半透半反镜、第一衰减片、第二衰减片、第一全反镜、第二全反镜、第一窄光滤光片、第二窄光滤光片、第一光阑、第二光阑、第一雪崩二极管模块和第二雪崩二极管模块组成了两个一维参考光束型子系统，其中：激光器、分光棱镜、第一半透半反镜、第一衰减片、第一全反镜、第一窄光滤光片、第一光阑、第一雪崩二极管模块组成了一个一维参考光束型子系统，激光器、分光棱镜、第二半透半反镜、第二衰减片、第二全反镜、第二窄光滤光片、第二光阑和第二雪崩二极管模块组成了一个一维参考光束型子系统。3.根据权利要求2所述的车载激光多普勒测速仪，其特征在于：激光器发射出来的激光、第五光阑、第二会聚透镜、第一会聚透镜的纵向中轴线在同一直线上；第一半透半反镜和第二半透半反镜以激光器发射出来的激光、第五光阑、第二会聚透镜以及第一会聚透镜的纵向中轴线为对称轴左右对称；第三光阑和第二光阑以激光器发射出来的激光、第五光阑、第二会聚透镜以及第一会聚透镜的纵向中轴线为对称轴左右对称，所述第一半透半反镜的纵向中轴线和第三光阑的纵向中轴线重合，所述第二半透半反镜的纵向中轴线和第二光阑的纵向中轴线重合；其中纵向是指与车辆的运动方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军，王飞龙，周健，聂晓明，
申请(专利权)人：长沙普德利生科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43