本发明专利技术提供了一种双光楔激光雷达扫描光机及扫描轨迹控制方法，涉及激光雷达技术领域。双光楔激光雷达扫描光机包括设于机体内的底座，底座上设有激光入射单元，底座上、下部的机体内分别设有扫描、接收单元，扫描单元包括两组扫描机构，扫描机构包括转动设置于机体内的光楔，激光入射单元包括设于扫描单元底部的反射镜，激光入射单元射出的激光通过反射镜反射面的偏转后依次穿过两光楔。扫描轨迹控制方法包括：光楔初始相位对齐和相位控制，光楔初始相位对齐是通过两个分体式直流电机转角的控制，实现两光楔不同的初始角度控制；光楔相位控制是通过两个分体式直流电机转动速度的控制，实现两光楔在连续旋转过程中不同的相对角度控制。角度控制。角度控制。
【技术实现步骤摘要】
一种双光楔激光雷达扫描光机及扫描轨迹控制方法
[0001]本专利技术涉及激光雷达
，具体涉及一种双光楔激光雷达扫描光机及扫描轨迹控制方法。
技术介绍
[0002]激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息。
[0003]现有技术中，由于传统激光雷达扫描方式存在扫描视场角小（如摆镜扫描及光学相控阵扫描）和激光脉冲有效利用率低（如旋转多棱镜扫描）的问题，导致传统激光雷达扫描效率低、点云利用率低。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是开发一种扫描效率高、点云利用率高的双光楔激光雷达扫描光机及扫描轨迹控制方法。
[0005]本专利技术通过如下的技术方案实现：一种双光楔激光雷达扫描光机，包括：机体；底座，设于机体内；激光入射单元，设于底座上；扫描单元，设于底座上部的机体内；接收单元，设于底座下部的机体内；其中，所述激光入射单元包括设于扫描单元与接收单元之间的反射镜，所述扫描单元包括两组扫描机构，所述扫描机构包括转动设置于机体内的光楔，所述机体内设有驱动光楔转动的分体式直流电机，所述激光入射单元射出的光源通过反射镜反射面的偏转后依次穿过两个光楔。
[0006]可选的，所述反射镜的反射面呈椭圆形，其短轴等于进入反射面上的光源光斑直径。
[0007]可选的，所述反射镜外部套设有防旁瓣套筒，所述反射镜反射面侧部的防旁瓣套筒上设有入射口，所述防旁瓣套筒顶部设有出射口，所述入射口及出射口的内径与通过它们的光源光斑直径匹配。
[0008]可选的，所述激光入射单元还包括：入射激光固定座，设于反射镜侧部的底座上；激光准直器，设于入射激光固定座上；激光光纤，与激光准直器连接；其中，所述反射镜的反射面朝向激光准直器。
[0009]可选的，所述激光准直器和激光光纤水平设置，所述反射镜的反射面与水平面呈45
°
夹角设置，两个所述光楔呈竖直线设于反射镜上部。
[0010]可选的，所述扫描单元还包括设于反射镜上部机体内的壳体，所述扫描机构还包括转动设于壳体上的光楔镜筒，所述光楔固定于所述光楔镜筒内，所述分体式直流电机设于壳体上并与光楔镜筒传动连接。
[0011]可选的，所述机体内设有与分体式直流电机配合的伺服驱动器，所述壳体上对应位置设有与光楔镜筒及伺服驱动器配合的增量式角度测量传感器。
[0012]可选的，所述接收单元包括设于反射镜下部机体内的接收安装镜筒，所述接收安装镜筒内上下设置有窄带滤光片和非球面接收透镜，所述接收安装镜筒底部设有光电转换传感器。
[0013]可选的，所述接收安装镜筒内对应设有与非球面接收透镜配合的接收透镜安装支撑体，所述接收透镜安装支撑体上设有接收透镜压环，所述接收透镜压环的环面上设有橡胶垫圈，所述窄带滤光片顶部还设有与其配合的滤光片压环，所述滤光片压环与接收透镜安装支撑体连接。
[0014]一种双光楔激光雷达扫描光机的扫描轨迹控制方法，通过光楔初始相位对齐和相位控制，使不同的初始相位和相位控制实现不同的扫描脚点轨迹控制；其中，光楔初始相位对齐是通过两个分体式直流电机转角的控制，实现两个光楔不同的初始角度控制；光楔相位控制是通过两个分体式直流电机转动速度的控制，实现两个光楔在连续旋转过程中不同的相对角度控制。
[0015]本专利技术的有益效果是：1.采用双楔形镜折射，单个光楔偏转角达到30
°
，最大偏转角
±
30
°
，扫描视场大，双光楔扫描采用激光折射方式，有效减小系统的体积，可将点云全部分布在
±
30
°
的视场角范围内，光学利用率可达到100%；3.分体式直流电机为内转子电机，转子和光楔镜筒刚性连接，带动光楔镜筒和光楔旋转，可以提高设备稳定度，抗震效果好，分体式直流电机转速快，速度可控，并由伺服驱动器控制，实现转速和转角的精准控制，扫描速度快；4.光楔镜筒旋转角度由圆光栅编码器进行测量，采用高精度编码器，位置反馈角度精度高，圆光栅读数头输出脉冲信号至主控单元和伺服驱动器，完成角度测量和伺服闭环控制，扫描精度高；5.传统激光雷达搭载于无人机上进行电力巡检及测绘作业时，作业效率低且作业成本高，本专利技术基于双光楔扫描方式实现激光脉冲全利用，提升点云利用率，本专利技术搭载于无人机进行快速飞行，解决了点云密度低的问题，可满足如电力巡检、测绘等高点云密度要求的应用。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术结构图；图2为激光入射单元结构图；图3为扫描单元结构图；图4为扫描单元另一视角下的结构图；图5为接收单元的爆炸视图；图6为反射镜对激光的偏转示意图；图7为简化后的双光楔对光线的折射示意图。
[0018]附图标记：1.激光入射单元；101.激光光纤；102.激光准直器；103.反射镜；104.防旁瓣套筒；105.入射激光固定座；2．扫描单元；201.光楔；202.分体式直流电机；203.圆光栅编码器；204.圆光栅读数头；205.伺服驱动器；206.光楔镜筒；207.精密轴承；208.壳体；3．接收单元；301.光电转换传感器；302.接收安装镜筒；303.橡胶垫圈；304.接收透镜压环；305.接收透镜安装支撑体；306.非球面接收透镜；307.窄带滤光片；308.滤光片压环；4．惯性导航单元；5．机体；6.底座。
具体实施方式
[0019]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术创造的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0020]下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。
[0021]本专利技术公开了一种双光楔激光雷达扫描光机及扫描轨迹控制方法，双光楔激光雷达扫描光机如图1～6所示，包括机体5，机体5内设有激光入射单元1、扫描单元2、接收单元3及惯性导航单元4，机体5内还设有主控单元以及作为连接骨架的底座6。
[0022]激光入射单元1包括设于底座6上的入射激光固定座105，入射激光固定座105上设有激光准直器102。激光准直器102水平设置，激光准直器102侧部设有与其连接且水平设置的激光光纤101。
[0023]激光准直器102具有光束准直功能，可将激光光纤101送入的大发散角脉冲激光信号准直为小束散角的脉冲光源，以保证能量集中。
[0024]入射激光固定座105远离激光光纤101一侧设有反射镜103，反射镜103呈柱本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双光楔激光雷达扫描光机，其特征在于，包括：机体；底座，设于机体内；激光入射单元，设于底座上；扫描单元，设于底座上部的机体内；接收单元，设于底座下部的机体内；其中，所述激光入射单元包括设于扫描单元与接收单元之间的反射镜，所述扫描单元包括两组扫描机构，所述扫描机构包括转动设置于机体内的光楔，所述机体内设有驱动光楔转动的分体式直流电机，所述激光入射单元射出的光源通过反射镜反射面的偏转后依次穿过两个光楔。2.根据权利要求1所述的双光楔激光雷达扫描光机，其特征在于，所述反射镜的反射面呈椭圆形，其短轴等于进入反射面上的光源光斑直径。3.根据权利要求1所述的双光楔激光雷达扫描光机，其特征在于，所述反射镜外部套设有防旁瓣套筒，所述反射镜反射面侧部的防旁瓣套筒上设有入射口，所述防旁瓣套筒顶部设有出射口，所述入射口及出射口的内径与通过它们的光源光斑直径匹配。4.根据权利要求1所述的双光楔激光雷达扫描光机，其特征在于，所述激光入射单元还包括：入射激光固定座，设于反射镜侧部的底座上；激光准直器，设于入射激光固定座上；激光光纤，与激光准直器连接；其中，所述反射镜的反射面朝向激光准直器。5.根据权利要求4所述的双光楔激光雷达扫描光机，其特征在于，所述激光准直器和激光光纤水平设置，所述反射镜的反射面与水平面呈45
°
夹角设置，两个所述光楔呈竖直线设于反射镜上部。6.根据权利要求1所述的双光楔激光雷达扫描光机，其特征在于，所述扫描单元还包括设于反射镜上部机体内的壳体，所述扫描机构还包括转动设于壳体上的光楔镜筒，所述光楔固定于所述光楔镜筒内，所述分体式直流电机设于壳体上并与光楔镜筒传动连接。7.根据权利要求6所述的双光楔激光雷达扫描光机，其特征在于，所述机体内设有与分体式直流电机配合的伺服驱动器，所述壳体上对应位置设有与光楔镜筒及伺服驱动器配合的增量式角度测量传感器。8.根据权利要求1所述的双光楔激光雷达扫描光机，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄陆君，虞静，唐海龙，黄贵余，
申请(专利权)人：四川吉埃智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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