[发明专利]一种天平式海底中小型激光雷达

说明书

技术领域：激光雷达与海洋探测领域。

背景技术：激光雷达是以激光为雷达发射源，它在角度、距离与速度分辨率方面，比传统雷达有了较大提高，在激光跟踪、激光测速与激光成像领域具有很多用途；但是目前的激光雷达多数体积大，重量沉，难移动，柔性差，不适合在海底实施探测；为此，本发明提出一种天平式海底中小型激光雷达，结构紧凑、体积小、柔性好，实现了全景探测，解决了海底水域的设施与异物的探测与监测的难题。

发明内容：

一种天平式海底中小型激光雷达，设置天平式机架，包括激光扫描器、卡赛格林望远镜式接收器、光纤激光器、发射光纤、接收光纤、光纤布拉格光栅滤波器、单元探测器、竖伺服电机与横伺服电机都安装在天平式机架上，光纤激光器发射激光，经过发射光纤传输到激光扫描器上，激光扫描器扫描激光到探测区域，使用卡赛格林望远镜式接收器接收激光雷达信号，经光纤布拉格光栅滤波器滤波后，进入单元探测器中，中心计算机控制器通过控制线缆传输信号控制竖伺服电机与横伺服电机实施转动，驱动上支杆带动激光扫描器与卡赛格林望远镜式接收器实施全景转动，实现全景激光雷达扫描探测，利用镜头清洁器清洁激光扫描器镜头与卡赛格林望远镜镜头。

方案一：设置天平式机架机构

天平式机架底部设置底箱，底箱上面设置前立杆与后立杆，前立杆与后立杆的上端安装横伺服电机轴，横伺服电机的上面外壳上固定连接竖伺服电机，竖伺服电机轴固定连接上支杆，上支杆的一端安装激光扫描器，上支杆的另一端安装卡赛格林望远镜式接收器。

方案二：设置光纤激光器、单元探测器与中心计算机控制器

在底箱中设置光纤激光器、单元探测器与中心计算机控制器，光纤激光器与激光扫描器之间设置发射光纤连接，卡赛格林望远镜式接收器与光纤布拉格光栅滤波器之间设置接收光纤连接，光纤布拉格光栅滤波器的下端接入单元探测器，竖伺服电机、横伺服电机与中心计算机控制器之间设置控制线缆连接，中心计算机控制器与光纤激光器之间设置传输电缆II连接，中心计算机控制器与单元探测器之间设置传输电缆I连接，中心计算机控制器上还设置输出电缆。

方案四：设置镜头清洁器

在激光扫描器镜头上设置镜头清洁器I，在卡赛格林望远镜镜头上设置镜头清洁器II，在卡赛格林望远镜式接收器与接收光纤之间设置耦合聚焦透镜。

方案五：工作过程

光纤激光器发射激光，经过发射光纤传输到激光扫描器上，激光扫描器扫描激光到探测区域，使用卡赛格林望远镜式接收器接收激光雷达信号，激光雷达信号经耦合聚焦透镜进入接收光纤中，之后经光纤布拉格光栅滤波器滤波后，进入单元探测器中，探测信号经传输电缆I传输到中心计算机控制器，经中心计算机控制器处理后，通过输出电缆输出激光雷达信息，中心计算机控制器通过控制线缆传输信号控制竖伺服电机与横伺服电机实施转动，驱动上支杆带动激光扫描器与卡赛格林望远镜式接收器实施全景转动，实现全景激光雷达扫描探测，利用镜头清洁器I清洁激光扫描器镜头，利用镜头清洁器II清洁卡赛格林望远镜镜头。

本发明的核心内容：

设置天平式机架，包括激光扫描器、卡赛格林望远镜式接收器、光纤激光器、发射光纤、接收光纤、光纤布拉格光栅滤波器、单元探测器、竖伺服电机与横伺服电机都安装在天平式机架上。

天平式机架底部设置底箱，底箱上面设置前立杆与后立杆，前立杆与后立杆的上端安装横伺服电机轴，横伺服电机的上面外壳上固定连接竖何服电机，竖伺服电机轴固定连接上支杆，上支杆的一端安装激光扫描器，上支杆的另一端安装卡赛格林望远镜式接收器，底箱中设置光纤激光器、单元探测器与中心计算机控制器，光纤激光器与激光扫描器之间设置发射光纤连接，卡赛格林望远镜式接收器与光纤布拉格光栅滤波器之间设置接收光纤连接，光纤布拉格光栅滤波器的下端接入单元探测器，竖伺服电机、横伺服电机与中心计算机控制器之间设置控制线缆连接，中心计算机控制器与光纤激光器之间设置传输电缆II连接，中心计算机控制器与单元探测器之间设置传输电缆I连接，中心计算机控制器上还设置输出电缆。

在激光扫描器镜头上设置镜头清洁器I，在卡赛格林望远镜镜头上设置镜头清洁器II，在卡赛格林望远镜式接收器与接收光纤之间设置耦合聚焦透镜。

附图说明