[发明专利]基于近红外光全波形测距的高光谱三维激光雷达系统

权利要求书

1.一种基于近红外光全波形测距的高光谱三维激光雷达系统，其特征在于：通过利用近红外部分激光的全波形探测，通过多通道数字延时脉冲发生器同步可见光光谱探测和近红外测距探测，实现空谱严格一致的高光谱三维扫描成像探测，同时获取三维空间信息和光谱信息；

系统包括激光发射单元、信号探测单元、同步采集单元和数据处理单元，

所述激光发射单元包括超连续谱激光器，超连续谱激光器由近红外光源泵浦，发射出覆盖可见光和近红外的超连续谱白光激光；

所述信号探测单元包括基于近红外波段的全波形测距探测系统、扫描振镜、望远镜、分光仪和多通道探测器，所述基于近红外波段的全波形测距探测系统包括二向色镜和近红外探测器，扫描振镜放置在望远镜的物镜前，望远镜的目镜处放置分离可见光和近红外光的二向色镜，采用二向色镜对回波信号进行分光，将部分近红外光能量反射至对近红外光敏感的探测器，获取近红外波段的全波形信息，所述二向色镜反射截止波长之后的波长，透射截止波长之前的波长，且截止波长之前的透射率高于90％，截止波长之后的反射率高于90％，截止波长综合近红外光泵浦的超连续谱激光器的泵浦光源波长和目标地物的敏感波段范围进行选择，尽量小于近红外光泵浦的超连续谱激光器的泵浦光源波长，光源中的泵浦光源波段能量分布较强，以提高近红外探测器获取的全波形数据质量，进而提高最大测距距离和测距精度；设置接收光纤于二向色镜后方接收可见光，分光仪置于接收光纤后端，多通道探测器接收分光后的可见光光谱信息；近红外探测器置于二向色镜另一侧，由近红外探测器实现光电转换，获取近红外波段的全波形信息；

所述同步采集单元包含一个多通道数字延时脉冲发生器，分别连接近红外探测器和多通道探测器，控制近红外波段探测器采集和多通道可见光信息采集，使距离信息和光谱信息对应；

所述数据处理单元包括计算机，用于存储近红外全波形信息和可见光光谱信息，实现点云数据处理。

2.根据权利要求1所述基于近红外光全波形测距的高光谱三维激光雷达系统，其特征在于：激光发射单元由近红外光泵浦的超连续谱白光激光器、激光准直器、两个三维角度调整全反射镜组成，超连续谱白光激光器产生的激光经过激光准直器射出，两个三维角度调整全反射镜分别置于激光准直器前方和望远镜前方，实现激光发射和接受系统的同轴。

3.根据权利要求1或2所述基于近红外光全波形测距的高光谱三维激光雷达系统，其特征在于：超连续谱激光器由近红外光源泵浦，其发射出的连续谱激光在近红外波段的能量分布较强，有利于信号探测单元的近红外探测器的信号采集。

4.根据权利要求1或2所述基于近红外光全波形测距的高光谱三维激光雷达系统，其特征在于：多通道数字延时脉冲发生器通过2根BNC线分别连接多通道探测器和近红外探测器，采用相同频率，不同延时的脉冲对两个探测器进行触发，以确保采样一致性。