一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110346779A(43)申请公布日2019.10.18(21)申请号201910520810.2(22)申请日2019.06.17(71)申请人华东师范大学地址200062上海市普陀区中山北路3663号(72)发明人潘海峰吴光陈修亮李召辉杨雷郑天祥申光跃(74)专利代理机构上海申蒙商标专利代理有限公司31214代理人周宇凡(51)Int.Cl.G01S7/481(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法(57)摘要本发明涉及一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其包括以下步骤：光源的各激光发射器按照预定时序发出激光束；激光束经被测目标反射后传输至激光信号接收装置内对应的激光接收点；激光接收点将接收到的激光信号耦合到至少两个单光子探测器件；激光信号接收装置根据单光子探测器件检测各激光束的发射时间与接收时间的时间差；单光子探测器件与至少两个激光接收点耦合。本发明的优点是：通过光源按照预定时序发射激光束，使得各单光子探测器件可以在时间通道上被复用，在保证单光子探测灵敏度的同时，极大的提高对强光信号有效探测的能力，使得激光雷达具有更大的动态范围。CN110346779ACN110346779A权利要求书1/1页1.一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：光源的各激光发射器按照预定时序发出激光束；所述激光束经被测目标反射后传输至激光信号接收装置内对应的激光接收点；所述激光接收点将接收到的激光信号耦合到至少两个单光子探测器件；所述激光信号接收装置根据所述单光子探测器件检测各所述激光束的发射时间与接收时间的时间差；所述单光子探测器件与至少两个所述激光接收点耦合，对于与同一个所述单光子探测器件相耦合的所述激光接收点，各所述激光接收点所对应的激光束的发射时间之间的间隔大于所述单光子探测器件的死时间间隔。2.根据权利要求1所述的一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其特征在于，所述激光信号接收装置中包括若干个接收组，每个所述接收组包括多个激光接收点以及所述单光子探测器件；每个所述接收组与所述光源发出的若干个激光束对应。3.根据权利要求2所述的一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其特征在于，在所述接收组中，每个所述激光接收点将其接收到的激光信号耦合至各所述单光子探测器件，各所述激光接收点所对应的激光束的发射时间之间的间隔大于所述单光子探测器件的死时间间隔。4.根据权利要求2所述的一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其特征在于，所述光源将所述激光发射器发出的激光转换为多束激光束，各所述激光束与不同的所述接收组相对应。5.根据权利要求4所述的一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其特征在于，所述光源通过衍射光学器件将激光转换为多束激光束并调整各所述激光束的空间分布。6.根据权利要求2至5中任一所述的一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其特征在于，所述光源中的各所述激光发射器每隔预定周期向外发射激光以形成激光束；各所述激光发射器的预定周期以及预定周期之间的相位差使得所述光源中任意两个所述激光发射器的发射时间间隔大于所述单光子探测器件的死时间间隔。7.根据权利要求1所述的一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其特征在于，所述激光接收点将接收到的激光信号耦合至单光子探测器件具体包括以下步骤：所述激光接收点通过光纤将激光信号耦合至光纤分束器；所述光纤分束器将激光信号分散至若干个光纤中，并通过各所述光纤将分散后的激光信号耦合至所述单光子探测器件。8.根据权利要求7所述的一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法，其特征在于，所述单光子探测器件与多个所述激光接收点进行耦合具体包括以下步骤：将与各所述激光接收点耦合的光纤通过光纤合束器耦合至一根光纤，并将耦合后的所述光纤耦合至所述单光子探测器件；或者，将与各所述激光接收点耦合的光纤组成光纤阵列，并将光纤阵列直接耦合在所述单光子探测器件的探测区域内。2CN110346779A说明书1/5页一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法技术领域[0001]本发明涉及光学检测领域，尤其是一种用于多波束激光雷达的时间通道复用的测量方法。背景技术[0002]随着激光雷达和激光测绘技术的不断发展，单光子探测技术作为现有的具有最高灵敏度的光学测量手段，已经越来越多的广泛的应用于集成化的激光测绘的系统中。由于单光子探测技术具有极高的探测灵敏度（能够实现单个光子水平的极限探测），能够极大的提高测绘系统的测量距离范围，也能够有效的降低测绘系统对激光光源的能量要求，这两点都是制