一种边走航边观测的大气激光雷达系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种边走航边观测的大气激光雷达系统，所述边走航边观测激光雷达系统包括激光雷达；移动工具，所述激光雷达固定在所述移动工具上；定位模块，所述定位模块设置在所述移动工具上。本实用新型专利技术拓展了激光雷达的应用场景，实现了激光雷达数据和地理位置的结合。

【技术实现步骤摘要】
一种边走航边观测的大气激光雷达系统
本技术属于环境监测领域，具体地说涉及边走航边观测的大气激光雷达系统。
技术介绍
目前的大气颗粒物激光雷达都是部署在固定站点进行监测，只能实现对定点区域的评估分析，数据来源单一，分析方法和时效性滞后，无法满足快速执法的要求。如果要形成整个区域的监测，需要部署多台激光雷达，进行多区域覆盖，成本投入高，并且多台设备的数据联合分析也将存在较多的困难，难以说清楚整个地区的污染变化情况。现有三维扫描装置自身并没有可视化功能。为了实现可视化功能，通常与云台摄像机配合使用，控制云台运动方向与三维扫描装置转动保持一致。由于是两个独立的装置，为了保证云台摄像机不遮挡三维扫描振镜的视角，云台摄像机低于三维扫描振镜高度，因此在同步转动时，就会出现有部分位置被振镜遮挡，形成摄像盲区。在秋冬季节，昼夜温差大，特别是沿海地区，扫描振镜窗口镜内部会出现凝露现象。产生凝露的主要原因为当窗口镜外部温度较低时，由于热惯性，扫描振镜内部的温度高于窗口镜外部环境温度，振镜内部湿热的空气遇到低于露点的窗口镜表面时，水汽就会凝结在窗口镜内部形成露滴，从而产生凝露现象，特别是傍晚或清晨。若激光雷达的扫描装置出现凝露，会影响激光雷达的出光，从而影响激光雷达的数据监测的准确性。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本技术提供了一种移动式、激光雷达数据和地理位置相结合的边走航边观测的大气激光雷达系统。本技术的目的是通过以下技术方案得以实现的：一种边走航边观测的大气激光雷达系统，所述边走航边观测的大气激光雷达系统包括激光雷达；所述激光雷达系统进一步包括：移动工具，所述激光雷达固定在所述移动工具上；定位模块，所述定位模块设置在所述移动工具上。根据上述的边走航边观测的大气激光雷达系统，可选地，所述大气激光雷达系统进一步包括：三维扫描装置，所述三维扫描装置包括：底座，所述底座适于测量光的穿过；第一旋转体，所述第一旋转体设置在所述底座上；所述第一旋转体包括：第一反射镜，所述第一反射镜设置在所述第一旋转体内并反射所述测量光，所述第一反射镜与水平面间的夹角为锐角；第一转动件，所述第一转动件驱动所述第一旋转体在底座转动，转动轴线为竖直方向；第二旋转体，所述第二旋转体连接所述第一旋转体；所述第二旋转体包括：第二反射镜，所述第二反射镜设置在所述第二旋转体内，测量光依次经过所述底座、第一反射镜、第二反射镜和出射窗口后射向外界，所述第二反射镜与竖直面间的夹角为锐角；第二转动件，所述第二转动件驱动所述第二旋转体在第一旋转体上转动，转动轴线为水平方向；出射窗口，所述出射窗口设置在所述第二旋转体上，适于测量光的穿过。根据上述的边走航边观测的大气激光雷达系统，可选地，所述第二旋转体进一步包括：入射窗口，所述第一反射镜上的反射光穿过所述入射窗口后被所述第二反射镜反射；所述第二旋转体内形成封闭的空间，所述封闭的空间充有干燥气体或为真空。根据上述的边走航边观测的大气激光雷达系统，可选地，所述出射窗口包括第一窗片和第二窗片，所述第一窗片和第二窗片之间形成封闭的空间，所述空间内为真空或充有干燥气体。根据上述的边走航边观测的大气激光雷达系统，可选地，所述第二旋转体进一步包括：气体进口和气体出口，所述封闭的空间通过所述气体进口和气体出口与外界连通。根据上述的边走航边观测的大气激光雷达系统，可选地，所述第一旋转体进一步包括：第一外罩，所述第一反射镜设置在第一外罩内，所述第一外罩和底座可转动地连接；所述第二旋转体进一步包括：第二外罩，所述第二反射镜设置在第二外罩内，所述第二外罩与第一外罩可转动地连接；摄像机固定在所述第二外罩内。根据上述的边走航边观测的大气激光雷达系统，优选地，所述第一转动件和第二转动件采用马达，均设置在所述第一外罩内；所述第二转动件与所述第一外罩相对固定。根据上述的边走航边观测的大气激光雷达系统，可选地，所述底座包括：内圈，所述内圈和外圈的底部相连接；外圈，所述外圈和内圈之间的凹槽内部设置线缆。根据上述的边走航边观测的大气激光雷达系统，优选地，所述第一反射镜与水平面间的夹角为45度，所述第二反射镜相对竖直面倾斜地设置。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：1.实现可移动监测，可以根据实际的监测需要，移动到想要到的地方，实现一台雷达发挥多台雷达的作用；2.使用了定位(GPS)模块，实现激光雷达数据和GPS数据信息整合和同步显示,实现激光雷达边走边测的走航观测图，从走航图中能够直观看出区域的污染传输分布特性，进行辅助定性分析；3.应急监察系统。将激光雷达装上移动工具，如车辆、飞机等，能够实现应急监测和环境移动监察执法的功能；4.摄像机为激光雷达提供了视频和图片等资料，为精确定位污染源提供依据，能够进一步支撑激光雷达的数据分析工作；且摄像机随着第二外罩的转动而转动；5.采用双层镜片防止凝露，双层镜片之间充入干燥气体或抽成真空，降低振镜内部与外部的温度差，减少热传导，从而起到除凝露的作用，进而提高了监测的准确性；6.采用封闭式结构防止凝露，封闭空间内充入干燥气体或抽成真空，降低振镜内部与外部的温度差，减少热传导，从而起到除凝露的作用，进而提高了监测的准确性；7.三维扫描装置与激光雷达配合使用，改变激光雷达的激光方向，实现激光雷达的扫描探测。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为根据本技术提供的边走航边观测的大气激光雷达系统的结构示意图；图2为根据本技术提供的可视化三维扫描装置的结构示意图；图3为根据本技术实施例1提供的第二旋转体的结构示意图；图4为根据本技术实施例2提供的第二旋转体的结构示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本技术。实施例1：图1示意性地给出了本技术实施例的边走航边观测的大气激光雷达系统的结构简图，如图1所示，所述边走航边观测的大气激光雷达系统包括：激光雷达2，所述激光雷达是本领域的现有技术，具体结构和工作方式在此不再赘述；移动工具1，如车辆，所述激光雷达固定在所述移动工具上；定位模块3，如GPS模块，所述定位模块设置在所述移动工具上；图2示意性地给出了本技术实施例的可视化三维扫描装置的结构简图，如图2所示，所述可视化三维扫描装置包括：底座11，所述底座适于激光雷达测量光的穿过；所述底座包括内圈和外圈；所述内圈和外圈的底部相连接；所述外圈和内圈之间的凹槽内部设置线缆，从而防止线缆的缠绕；第一旋转体12，所述第一旋转体12设置在所述底座上，所述第一旋转体包括：第一外罩，所述第一外罩和底座可转动地连接；第一反射镜，所述第一反射镜固定在所述第一外罩内，如固定在支架上，并反射所述测量光；第一反射镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种边走航边观测的大气激光雷达系统，所述边走航边观测的大气激光雷达系统包括激光雷达；其特征在于：所述激光雷达系统进一步包括：移动工具，所述激光雷达固定在所述移动工具上；定位模块，所述定位模块设置在所述移动工具上。

【技术特征摘要】
1.一种边走航边观测的大气激光雷达系统，所述边走航边观测的大气激光雷达系统包括激光雷达；其特征在于：所述激光雷达系统进一步包括：移动工具，所述激光雷达固定在所述移动工具上；定位模块，所述定位模块设置在所述移动工具上。2.根据权利要求1所述的边走航边观测的大气激光雷达系统，其特征在于：所述大气激光雷达系统进一步包括：三维扫描装置，所述三维扫描装置包括：底座，所述底座适于测量光的穿过；第一旋转体，所述第一旋转体设置在所述底座上；所述第一旋转体包括：第一反射镜，所述第一反射镜设置在所述第一旋转体内并反射所述测量光，所述第一反射镜与水平面间的夹角为锐角；第一转动件，所述第一转动件驱动所述第一旋转体在底座转动，转动轴线为竖直方向；第二旋转体，所述第二旋转体连接所述第一旋转体；所述第二旋转体包括：第二反射镜，所述第二反射镜设置在所述第二旋转体内，测量光依次经过所述底座、第一反射镜、第二反射镜和出射窗口后射向外界，所述第二反射镜与竖直面间的夹角为锐角；第二转动件，所述第二转动件驱动所述第二旋转体在第一旋转体上转动，转动轴线为水平方向；出射窗口，所述出射窗口设置在所述第二旋转体上，适于测量光的穿过。3.根据权利要求2所述的边走航边观测的大气激光雷达系统，其特征在于：所述第二旋转体进一步包括：入射窗口，所述第一反射镜上的反射光穿过所述入射窗口后被所述第二反射镜反射；所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍维俊，陈晓龙，王界，马娜，
申请(专利权)人：无锡中科光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32