[发明专利]一种直升机载激光雷达平台三维姿态角复杂振动实时补偿方法与装置

权利要求书

1.一种直升机载激光雷达平台三维姿态角复杂振动实时补偿装置，其特征在于包括直升机载平台（1）、高频激光脉冲测距仪（2）、一维扫描摆动振镜系统（3）、三维高精度陀螺仪（4）、三维姿态角振动补偿装置（5）、被测地形（6）；在所述三维姿态角振动补偿装置（5）上，安装了一面大尺寸反射镜（501）；所述高频激光脉冲测距仪（2）、一维扫描摆动振镜系统（3）、三维高精度陀螺仪（4）和三维姿态角振动补偿装置（5）均固定安装在所述直升机载平台（1）上；由所述高频激光脉冲测距仪（2）发出的激光脉冲，经所述一维扫描摆动振镜系统（3）反射后射向所述三维姿态角振动补偿装置（5），经所述三维姿态角振动补偿装置（5）上的所述大尺寸反射镜（501）反射后照向所述被测地形（6）；由所述三维高精度陀螺仪（4）获得所述直升机载平台（1）的实时三维姿态角振动信息，提供给所述三维姿态角振动补偿装置（5）的控制器，使所述三维姿态角振动补偿装置（5）上的所述大尺寸反射镜（501）在所述直升机载平台（1）的三轴方向上做与姿态角振动角度相关的反向转动；在所述直升机载平台（1）的滚动角和俯仰角转动方向上，所述三维姿态角振动补偿装置（5）上的所述大尺寸反射镜（501）的转动状态为反向旋转所述直升机载平台（1）的滚动角和俯仰角振动值的一半；而在所述直升机载平台（1）的偏航角方向上，所述三维姿态角振动补偿装置（5）上的所述大尺寸反射镜（501）的转动状态为实时反向旋转所述直升机载平台（1）的偏航角振动值相同角度，从而可实时高精度的补偿掉所述直升机载平台（1）三维姿态角振动，使所述高频激光脉冲测距仪（2）发出的经所述一维扫描摆动振镜系统（3）反射后的激光扫描分布完全免受所述直升机载平台（1）的三维姿态角振动的不利影响。

2.按照权利要求1所述的一种直升机载激光雷达平台三维姿态角复杂振动实时补偿装置，其特征在于所述大尺寸反射镜（501）的长宽为100mm×100mm，采用大尺寸激光反射镜面可有效获取地面反射的激光回波，有利于直升机载激光雷达的远距离探测；所述大尺寸反射镜（501）的镜面支撑杆（502）由四根组成，采用钛合金材料制造，质量轻强度高，两两垂直均匀分布在一个平面内，并与小半球体（530）切平面紧固焊接；所述小半球体（530）是高度略低于球半径的半球体，其采用不锈钢制成，支撑凹球面立柱（522）采用磁性钢做成，可将所述小半球体（530）的球面紧紧吸住，因此所述小半球体（530）的球表面和所述支撑凹球面立柱（522）的支撑凹球面立柱相互配合，形成滑动球面接触，并且在强磁吸力的作用下，结合紧密不易分离，之间没有缝隙，可灵活的绕x和y轴自由转动，因此其运动结构相当于一个磁性球面万向轴承；所述大尺寸反射镜（501）的中心点（529）与所述小半球体（530）的球心位置始终重合，因此当所述小半球体（530）和所述支撑凹球面立柱（522）组成的磁性球面万向轴承绕x和y轴转动时，所述大尺寸反射镜（501）的所述中心点（529）的空间位置相对于机载平台始终保持不变。