[发明专利]云雾环境中基于环形分离器实时补偿的高精度测距系统

权利要求书

1.云雾环境中基于环形分离器实时补偿的高精度测距系统，其特征在于，所述测距系统包括发射端和接收端；

发射端产生具有空间环状结构的涡旋光束，并照射至待探测的目标上；

接收端包括环形分离器(7)、第一光电探测器(9)、第二光电探测器(8)、蒙特卡洛仿真器(10)和信号处理模块(11)；

经过目标反射的激光回波信号和云雾的后向散射噪声入射至接收端的环形分离器(7)中；环形分离器(7)将激光回波信号透射至第一光电探测器(9)中，同时将云雾的后向散射噪声反射至第二光电探测器(8)中；

第一光电探测器(9)将激光回波信号转换为电信号发送至信号处理模块(11)，信号处理模块(11)对接收的激光回波信号处理后得到目标距离信息；

第二光电探测器(8)将云雾的后向散射噪声转换为电信号发送至蒙特卡洛仿真器(10)，蒙特卡洛仿真器(10)根据云雾的后向散射噪声进行多个光子的米散射计算，仿真生成当前环境下的激光回波信号和云雾的后向散射噪声，输出激光回波的信号展宽和信号时延量至信号处理模块(11)，信号处理模块(11)根据所述激光回波的信号展宽和信号时延量对处理得到的目标距离信息进行修正，获得云雾环境下的高精度目标距离信息。

2.根据权利要求1所述的云雾环境中基于环形分离器实时补偿的高精度测距系统，其特征在于，所述环形分离器的主体为环形，中间部为反射镜面，环状部透光，环形分离器的环状部将激光回波信号透过，中间部将云雾的后向散射噪声反射。

3.根据权利要求1所述的云雾环境中基于环形分离器实时补偿的高精度测距系统，其特征在于，所述蒙特卡洛仿真器根据云雾的后向散射噪声、云雾参数和激光测距系统的系统参数进行多个光子的米散射计算，仿真生成当前环境下的激光回波信号和云雾的后向散射噪声，获取激光回波的信号展宽和信号时延量；

所述激光测距系统的系统参数包括发射激光的功率、激光束散角、激光脉冲宽度、激光重频、激光中心波长、光学系统的光学透过率；

云雾参数包括云雾的能见度、云雾的光学厚度和云雾粒子的折射率。

4.根据权利要求1所述的云雾环境中基于环形分离器实时补偿的高精度测距系统，其特征在于，所述发射端包括激光器(1)、光束整形模块(2)、螺旋相位板(3)和光学系统(5)；

激光器(1)产生激光信号经过光束整形模块(2)获得单横模高斯型激光信号，并入射至螺旋相位板(3)，转变成具有空间环状结构的涡旋光束，该涡旋光束经分光器(4)入射至光学系统(5)，光学系统(5)将涡旋光束照射待探测的目标。

5.根据权利要求4所述的云雾环境中基于环形分离器实时补偿的高精度测距系统，其特征在于，所述系统还包括分光器(4)和反射镜(6)；

分光器设置在螺旋相位板(3)和光学系统(5)之间，螺旋相位板(3)的涡旋光束经分光器(4)入射至光学系统(5)；

光学系统(5)接收经过目标反射的激光回波信号和云雾的后向散射噪声，并入射至分光器(4)，经分光器(4)后再入射至反射镜(6)，经反射镜(6)反射至环形分离器(7)中。