一种基于角锥阵列的激光探测系统.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CN114200469A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111502615.0(22)申请日2021.12.10(71)申请人湖北久之洋信息科技有限公司地址430000湖北省武汉市东湖新技术开发区理工大科技园研发基地二期一标段第A2号楼1-3层2号(72)发明人林承飞余龙王寿增高彦伟刘全强王大为葛浩山梁娟彭堂超(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人许美红(51)Int.Cl.G01S17/66(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于角锥阵列的激光探测系统(57)摘要一种基于角锥阵列的激光探测系统，涉及激光技术领域。基于角锥阵列的激光探测系统包括安装于待定位目标上的角锥阵列、向角锥阵列发射激光的激光器、接收角锥阵列反射激光的接收光学系统、对接收光学系统接收激光进行光电转换的四象限探测器、与四象限探测器电连接的前端处理电路、与前端处理电路电连接的A/D采样电路、与A/D采样电路电连接的比较电路及与比较电路电连接的微控制器处理电路，微控制器处理电路控制激光器发射激光；角锥阵列由一个设于圆心的角锥棱镜及沿设于圆心的角锥棱镜周向间隔布置的至少四个角锥棱镜组成。基于角锥阵列的激光探测系统可对近距离飞行目标进行高精度定位，受目标背景复杂度影响比较小，抗干扰能力强。CN114200469ACN114200469A权利要求书1/1页1.一种基于角锥阵列的激光探测系统，其特征在于，其包括安装于待定位目标上的角锥阵列、用于向所述角锥阵列发射激光的激光器、用于接收所述角锥阵列反射激光的接收光学系统、用于对所述接收光学系统接收激光进行光电转换的四象限探测器、用于将所述四象限探测器输出的电流信号转换成电压信号的前端处理电路、用于对所述前端处理电路输出的电压信号进行采样的A/D采样电路、用于接收所述A/D采样电路输出数据并与设定阈值进行比较的比较电路及用于接收所述比较电路输出数据的微控制器处理电路，所述微控制器处理电路通过调制驱动电路控制所述激光器发射激光；所述角锥阵列由一个设于圆心的角锥棱镜及沿设于圆心的角锥棱镜周向间隔布置的至少四个角锥棱镜组成。2.根据权利要求1所述的基于角锥阵列的激光探测系统，其特征在于，还包括设于所述激光器和所述角锥阵列之间的发射光学系统，所述发射光学系统包括光纤准直器。3.根据权利要求1所述的基于角锥阵列的激光探测系统，其特征在于，还包括用于将所述前端处理电路输出的电压信号进行放大的放大电路及用于对所述放大电路放大的信号进行滤波的带通滤波电路，所述A/D采样电路与所述带通滤波电路电连接。4.根据权利要求1所述的基于角锥阵列的激光探测系统，其特征在于，所述接收光学系统包括依次布置的第一透镜、第二透镜和小孔光阑，所述小孔光阑的小孔处设有滤光片。5.根据权利要求1所述的基于角锥阵列的激光探测系统，其特征在于，所述微控制器处理电路通过RS422通信接口连接有计算机。6.根据权利要求1所述的基于角锥阵列的激光探测系统，其特征在于，所述角锥阵列由一个设于圆心的角锥棱镜及沿设于圆心的角锥棱镜周向均匀间隔布置的六个角锥棱镜组成。7.根据权利要求1所述的基于角锥阵列的激光探测系统，其特征在于，所述激光器为光纤激光器，且发射峰值功率为30W，发射激光的波长为1550nm。8.根据权利要求2所述的基于角锥阵列的激光探测系统，其特征在于，所述发射光学系统和所述接收光学系统共窗口布置。2CN114200469A说明书1/5页一种基于角锥阵列的激光探测系统技术领域[0001]本申请涉及激光技术领域，具体而言，涉及一种基于角锥阵列的激光探测系统。背景技术[0002]目前国内外探测飞行目标主要采用图像跟踪进行定位，当飞行目标距离较远时，图像跟踪的定位精度可以满足系统跟踪要求，但飞行目标距离较近时，图像跟踪的定位精度已不能满足系统的跟踪要求，这是由于图像跟踪相关算法只能跟踪在飞行目标上，不能具体到飞行目标的具体某个部位，导致其定位精度差。[0003]例如，中国北京环境特性研究所在专利公开号为CN103647937A名称为图像跟踪系统及其图像数据处理方法的专利中，提出了将采集的图像数据进行灰度变换和中值变化后的DSP根据变化的图像数据进行目标搜索与跟踪的方案。中国沈阳飞机工业(集团)有限公司在专利公开号为CN104064057A名称为图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的实现方法的专利中提出了在远距离采用雷达接收目标数据进行跟踪目标，近距离采用图像信息和激光测距仪辅助测距进行跟踪的方案。[0004]上述几种方案的不足之处在于：当目标距离在3公里外时，定位精度可以满足系统的要求，当目标距离较近时，利用上述图