一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统.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CN111983584A(43)申请公布日2020.11.24(21)申请号202010690518.8G01S17/02(2020.01)(22)申请日2020.07.17G05B19/042(2006.01)(71)申请人中国工程物理研究院应用电子学研究所地址621000四川省绵阳市游仙区919信箱1013分箱(72)发明人辛宇亮潘文武窦延娟王国亮李光张生帅周文超雍松林游安清(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人陈法君(51)Int.Cl.G01S7/481(2006.01)G01S7/484(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统(57)摘要本发明公开了一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，所述MEMS振镜扫描控制系统至少包括：FPGA主端、FPGA从端、驱动电路、MEMS振镜、驱动控制部、光电转换模块、放大整形模块和若干激光器，所述驱动电路、驱动控制部和放大整形模块分别与所述FPGA从端相连,通过本发明激光雷霆控制系统的结构设置，完成了将多路激光发射通道转化为一个激光接发射光路。避免了传统设备中的激光发射持续工作困难的问题，本发明采用同波长多路光源汇入一入射通道轮流发射，即是，通过四合一发射、单一接受的光路设计实现方法，在相同行进速度下可大大提高测量密度，而整个系统增加负担却很少，提高了设备的扫描效率。CN111983584ACN111983584A权利要求书1/1页1.一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述MEMS振镜扫描控制系统至少包括：FPGA主端、FPGA从端、驱动电路、MEMS振镜、驱动控制部、光电转换模块、放大整形模块和若干激光器；所述MEMS振镜、驱动电路、驱动控制部和放大整形模块分别与所述FPGA从端相连；所述MEMS振镜经其内设的位移检测传感器，实现MEMS振镜转动角度数据的测量，并将测得的扫描时刻的角度数据发送至FPGA从端；所述驱动电路还与所述MEMS振镜的驱动单元相连，用于实现MEMS振镜振动控制；所述驱动控制部还与所述激光器相连，用于实现激光器的激光发射的时序和间隔控制；各激光器经光路转换将多路入射光源合成一个入射通道后，将光路导向MEMS振镜，并由所述MEMS振镜将激光导向扫描目标；所述光电转换模块接收经目标反射的光回波，并将光信号转化为电信号发送至放大整形模块，由所述放大整形模块将回光时间信息发送至FPGA从端；且所述FGPA从端基于激光发射时间和回光时间，完成回光时间间隔数据测量；所述FPGA主端基于FPGA从端发送的扫描时刻的角度数据，配合回光时间间隔数据，完成扫描路线上的地理信息计算。2.如权利要求1所述的一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述MEMS振镜扫描控制系统还包括GPS模块，所述GPS模块与所述FPGA从端相连，用于实现GPS时间信息采集。3.如权利要求2所述的一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述MEMS振镜扫描控制系统还包括惯导模块，所述惯导模块与所述FPGA从端相连，用于实现惯导数据的采集。4.如权利要求3所述的一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述MEMS振镜扫描控制系统还包括ADC回波采样模块，所述ADC回波采样模块分别与放大整形模块和FPGA从端相连，用于实现回波强度数据采集。5.如权利要求4所述的一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述FPGA从端将GPS时间信息、惯导数据和回波强度数据经数据通道发送至FPGA主端。6.如权利要求1所述的一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述MEMS振镜扫描控制系统还包括PC机控制端，所述PC机控制端与所述FPGA主端相连，用于实现激光雷达的控制与测量结果显示。7.如权利要求1所述的一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统，其特征在于，所述MEMS振镜扫描控制系统中激光器至少设置有四个。2CN111983584A说明书1/6页一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统技术领域[0001]本发明属于雷达测绘技术领域，尤其涉及一种多发单收镜激光雷达的MEMS振镜扫描控制系统。背景技术[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,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