[发明专利]一种基于反射增强的激光雷达监测系统

说明书

本发明公开了一种基于反射增强的激光雷达监测方法与系统，包括激光雷达、安装平台、具有编码阵列结构的反射装置、金属管以及调整装置。金属管可将地下震动快速传导至反射装置，在激光雷达进行整体地形扫描过程中，当扫描至具有编码阵列结构的反射装置时，会探测到相应变化的强烈光信号，当有地下震动发生时，这一光信号会随之变化。相比于现有的激光雷达系统对散射或漫反射激光的探测，本发明在地表关键位置安装反射装置，增强了探测的灵敏度，并通过对反射装置上的阵列结构进行编码设计，实现高精度监测，并可对震源位置进行分析。

技术领域

本发明涉及激光雷达领域，尤其涉及一种基于反射增强的激光雷达监测系统。

背景技术

激光雷达是一种通过向目标物体发射激光，并对反射回波进行探测与分析，得到目标高度、距离、方位、速度等信息的检测装置，主要包括激光发射机、转台、光学接收机和信号处理系统几部分。基于激光的诸多优点，与普通雷达相比，激光雷达具有体积小、重量轻、隐蔽性好、抗有源干扰能力强等优点，被广泛应用于水利工程、交通、环境监测、防震减灾等方面。

现有激光雷达多利用漫反射、散射和多普勒效应等原理对目标进行探测，因此，探测到的光信号一般较弱，进而限制了激光雷达系统的探测精度与灵敏度。

发明内容

为了克服上述缺点，本发明提出了一种基于反射增强的激光雷达监测系统，用于增强探测光信号，进而提高激光雷达的探测精度与灵敏度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是：提供一种基于反射增强的激光雷达监测系统，包括激光雷达、安装平台、具有编码阵列结构的反射装置、金属管以及调整装置。

激光雷达部分包括电源、半导体激光器、激光准直器、转台、光探测器以及信号处理系统。电源为其它各部分的运行提供能量；半导体激光器作为光源，具有体积小、便于组装等优点；激光准直器对半导体激光器发出的光进行准直，减小光束的发散；转台控制光束偏转，实现对目标的扫描；光电探测器接收从目标返回的光波；信号处理系统对接收到的光信号的相位和强度进行分析，得到目标的距离、高度等位置信息。

所述安装平台主要为了实现激光雷达的稳固放置。

所述反射装置可通过采用飞秒激光直写和热退火工艺在基板上制造微型角反射器来实现。

所述反射装置上具有10×8的阵列结构，该阵列可分为2个区域，分别对经度和纬度进行编码，实现对不同位置的标记。

优选地，所述反射装置固定在所述金属管一端端面，金属管深埋入地下，实现地下震动到反射装置的传导。

优选地，所述调整装置具有很高的调整精度，以便激光雷达和反射装置的角度调整，使到达反射装置的光能够被激光雷达中的光探测器准确接收。

本发明提供了一种基于反射增强的激光雷达监测系统，具有以下有益效果：

（1）监测范围内重点位置处主动加入的反射装置，实现了探测光的增强，有利于提升探测灵敏度和探测精度；

（2）不同位置处反射装置上的阵列结构的不同，可以对位置进行编码，便于在震动发生时对震源位置或方向进行判断。

附图说明

图1是本发明一种基于反射增强的激光雷达监测系统示意图；

图2是本发明所述反射装置示意图；

图3是本发明所涉及的实施流程图；

图中：1-激光雷达，2-安装平台，3-金属管，4-反射装置，5-调整装置，6-基板，7-刻有角反射器的阵列单元，8-无特殊结构的阵列单元。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明中的技术方案进行完整、详细的描述与说明。