[发明专利]用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达

权利要求书

1.一种用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述线状激光雷达包括：超快光源模块、线状整形模块、光电探测模块及信号处理模块；

所述超快光源模块包括一个或多个波长可调谐的中红外超快脉冲激光光源、分路器；所述线状整形模块包括隔离器、准直器、聚焦透镜、线性发生器；所述光电探测模块包括信号采集模块、多通道模数转换器、高速采集器；所述信号处理模块包括微控制处理器、上位机；

所述中红外超快脉冲激光光源输出激光经由光纤传输至分路器，分路器将激光均分为三等份，分别经由光纤传输至具有相同结构的线状整形模块，其中每一路激光经由光纤传输模块发送至隔离器，经由隔离器输出至准直器，经由准直器依次经过两个聚焦透镜进行光束聚焦，经由聚焦透镜至线性发生器，经由线性发生器，点状激光发散成线状激光，线状激光经由探测窗口至大气中，进行探测并产生回波信号，回波信号经由信号采集模块收集，收集后回波信号发送至模数转换模块，模数转换模块对接受信号进行处理，处理后发送至高速采集器，高速采集器实现对高速数字信号的接收和缓存处理，并将缓存的信号发送至微控制处理器，微控制处理器将信号发送至上位机进行计算处理。

2.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述中红外超快脉冲激光光源具有固体增益介质及可饱和吸收体。

3.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述超快光源模块，光源工作方式为脉冲激光，脉冲重复频率大于兆赫兹。

4.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述准直器，为光纤准直器，用于将光纤内的传输光转变成准直光。

5.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述线性整形器，为柱透镜，用于将点状光源发散成线性光源。

6.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述信号采集模块，由一个或多个光电探测器组成，呈环形分布，探测波长范围为1.8~3微米，由带有前置放大器的达通型雪崩二级管组成，具体参数为入射光功率5.0至5000微瓦，放大器电源电压±5.5至±12.5V，系统带宽大于1GHz。

7.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述多通道模数转换器，用于将对应输入电压信号转换为输出的数字信号，转换时间小于50ps，采样速率大于Gs/s。

8.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述高速采集器， 具有处理器、存储器、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器功能、串口模块，是一种高速数字信号处理设备，可达到1.5GHz以上的处理速度。

9.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述微控制处理器， 是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统；

10.根据权利要求1所述的用于植保无人机的高时间分辨率、广视角的线状激光雷达，其特征在于，所述信号处理模块可根据实时接收的控制信号和探测信号，调整中红外可调谐激光模块的出射激光强度和波长。