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CN108957465B - 一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置 - Google Patents

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龙胤宇
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Abstract

本发明了一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置，属于激光探测技术领域。该装置包括激光发射器、多元异形接收器和信息处理系统；多元异形接收器的表面上分布两个以上的接收面元，接收面元的个数由激光探测装置的精度要求酌情增减；接收面元沿同一方向排列并垂直于多元异形接收器与激光发射器的中心连线，每一个接收面元都通过独立的线路与信息处理系统相连接，每个接收面元有各自大小不同的视场角，激光发射器向目标发射激光束，经过目标反射后，激光回波由接收面元接收并转化为电信号，最后各自传输到信息处理系统进行分析。本发明能够解决当前激光探测装置空间角分辨率较低的问题。

Description

一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置
技术领域
本发明属于激光探测技术领域，涉及一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置。
背景技术
目前，激光探测技术在航空航天、地理勘探、无人驾驶等空间探测领域的应用越来越广泛。激光探测的原理是由激光探测装置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，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹或其他地物目标进行探测、跟踪和识别。激光探测装置由激光发射器、光学接收器和信息处理系统等组成，一个激光发射器一般对应一个光学接收器。测量激光往返目标所需要时间，然后与光速c相乘计算出激光探测装置与目标的距离D。为增加探测范围，激光发射器发射的激光往往具有较大的发散角，而这会降低探测器的空间角分辨能力。即探测器探测到目标时只能判定目标在发散角以内，却不能得出更精细的空间位置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置，能够解决当前激光探测装置空间角分辨率较低的问题。
一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置，该装置包括激光发射器、多元异形接收器和信息处理系统；其中，所述多元异形接收器的表面上分布两个以上的接收面元，接收面元的个数由激光探测装置的精度要求酌情增减；
接收面元沿同一方向排列并垂直于多元异形接收器与激光发射器的中心连线，每一个接收面元都通过独立的线路与信息处理系统相连接，每个接收面元有各自大小不同的视场角，所述激光发射器向目标发射激光束，经过目标反射后，激光回波由接收面元接收并转化为电信号，最后各自传输到信息处理系统进行分析。
进一步地，所述接收面元的面积为靠近接收器中间位置的小，远离接收器中间位置的大。
有益效果：
1、本发明运用多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置探测目标，由于探测器的总体视场角被分割为多个小视场角，当有目标被探测到时，信息处理系统通过分析信号由一个面元输出即可获知目标处在对应的一个小视场角内。相比只有一个大视场角的激光探测器，多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置既能保证较大的总体探测视场，还具有较高的空间角分辨率，从而得到了目标更精确的空间位置。
2、本发明设计接收面元的面积为靠近接收器中间位置的小，远离接收器中间位置的大。“异形”光敏面的设计使激光接收器中每个光敏面探测到目标时都能接收到足够多的反射光子，保证了探测器功能的可靠性。
附图说明
图1、图2为本发明探测装置的结构原理图；
图3为接收面元的视场角分布示意图。
其中，1-激光发射器、2-多元异形接收器、3-信息处理系统、4-接收面元。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1、图2所示，本发明提供了一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置，该装置包括激光发射器1、多元异形接收器2和信息处理系统3，八个接收面元4(A～H)分布于多元异形接收器上，沿同一方向排列并垂直于多元异形接收器2与激光发射器1的中心连线，每一个接收面元4都通过独立的线路与信息处理系统3相连接，接收面元4的尺寸为靠接收器中间的小，靠接收器两侧的大。另外，每个接收面元4有各自不一样大小的视场角，其分布如图3所示。
激光发射器1用于向目标发射激光束；多元异形接收器2用于接收目标的反射回波；信息处理系统用于分析目标处在(A～H)哪一个小视场角内。
探测装置通过激光发射器1向目标发射激光束，经过目标反射后，激光回波由八个接收面元4接收并转化为电信号，最后各自传输到信息处理系统进行分析。
本装置的具体工作过程如下：
步骤一、激光探测装置通过激光发射器发射脉冲激光束；
步骤二、多元异形接收器接收反射回波：脉冲激光束经目标反射后进入接收面元4视场角，由八个接收面元4接收并转化为电信号；
步骤三、八路电信号各自传输到信息处理系统进行分析：激光往返目标所花费的时间与光速c相乘计算出探测装置与目标的距离D，根据电信号来自(A～H)哪一个光敏面获知目标处在(A～H)哪一个小视场角内；
至此，一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置实现了更高空间角分辨率的目标定位。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种多元异形光敏面接收的脉冲激光探测装置，其特征在于，该装置包括激光发射器、多元异形接收器和信息处理系统；其中，所述多元异形接收器的表面上分布两个以上的接收面元，接收面元的个数由激光探测装置的精度要求酌情增减；
接收面元沿同一方向排列并垂直于多元异形接收器与激光发射器的中心连线，每一个接收面元都通过独立的线路与信息处理系统相连接，每个接收面元有各自大小不同的视场角，所述激光发射器向目标发射激光束，经过目标反射后，激光回波由接收面元接收并转化为电信号，最后各自传输到信息处理系统进行分析；
所述接收面元的面积为靠近接收器中间位置的小，远离接收器中间位置的大。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408450A (en) * 1988-06-23 1995-04-18 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup apparatus
CN104197794A (zh) * 2014-08-13 2014-12-10 上海无线电设备研究所 一种大视场目标探测激光引信收发光学系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8908159B2 (en) * 2011-05-11 2014-12-09 Leddartech Inc. Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light
CN102323590B (zh) * 2011-05-30 2012-12-26 北京理工大学 一种半主动激光目标方位精确识别装置
US9678209B2 (en) * 2012-09-13 2017-06-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army System for laser detection with enhanced field of view
US10078137B2 (en) * 2013-06-21 2018-09-18 Irvine Sensors Corp. LIDAR device and method for clear and degraded environmental viewing conditions
JP6207407B2 (ja) * 2014-01-17 2017-10-04 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 レーザレーダ装置、物体検出方法、及び、プログラム
CN103760570B (zh) * 2014-02-18 2016-01-20 北京理工大学 一种基于仿人眼视觉机理的激光三维成像系统
CN106680829B (zh) * 2015-11-06 2019-06-25 南京理工大学 线阵实时成像脉冲激光雷达装置
EP3182162B1 (en) * 2015-12-18 2022-02-16 STMicroelectronics (Grenoble 2) SAS Multi-zone ranging and intensity mapping using spad based tof system
CN105607072A (zh) * 2015-12-18 2016-05-25 航天恒星科技有限公司 一种非扫描激光成像系统
CN107367737A (zh) * 2016-05-13 2017-11-21 北醒（北京）光子科技有限公司 一种多线旋转扫描探测方法
US10379540B2 (en) * 2016-10-17 2019-08-13 Waymo Llc Light detection and ranging (LIDAR) device having multiple receivers
CN106405572B (zh) * 2016-11-10 2019-02-26 西安交通大学 基于空间编码的远距离高分辨率激光主动成像装置及方法
CN107153199A (zh) * 2017-03-23 2017-09-12 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达及激光雷达控制方法
CN107219532B (zh) * 2017-06-29 2019-05-21 西安知微传感技术有限公司 基于mems微扫描镜的三维激光雷达及测距方法
CN108037513B (zh) * 2017-10-19 2019-12-13 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种基于相控点阵扫描提高apd激光雷达空间分辨率的方法
CN108107417A (zh) * 2017-11-07 2018-06-01 北醒（北京）光子科技有限公司 一种固态面阵激光雷达装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5408450A (en) * 1988-06-23 1995-04-18 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup apparatus
CN104197794A (zh) * 2014-08-13 2014-12-10 上海无线电设备研究所 一种大视场目标探测激光引信收发光学系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Simulation of 3D Laser RadarSystems;Michael E. O’Brien ,et al;《LINCOLN LABORATORY JOURNAL》;20051231;p37-59 *
三维成像激光雷达线阵探测模式分析;孙志慧等;《激光与红外》;20110430;第381-385页 *

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