[发明专利]一种双光楔激光雷达模拟计算方法

说明书

本发明公开了一种双光楔激光雷达模拟计算方法，包括以下步骤：1.设置双光楔参数初始值，确定光源、双光楔和接收平面所在坐标系；2.入射光线在光楔1左侧平面发生折射，计算折射点坐标及出射光线的方向余弦；3.步骤2的出射光线在光楔1右侧平面发生折射，计算折射点坐标及出射光线的方向余弦；4.步骤3的出射光线在光楔2左侧平面发生折射，计算折射点坐标及出射光线的方向余弦；5.步骤4的出射光线在光楔2右侧平面发生折射，计算折射点坐标及出射光线的方向余弦；6.计算步骤5的出射光线在接收平面上的投射点坐标；7.双光楔旋转后重复步骤2‑7。本发明实现了基于双光楔旋转调制机构的激光雷达点云仿真。

技术领域

本发明涉及一种双光楔激光雷达模拟计算方法，属于新型传感器仿真与验证领域。

背景技术

双光楔扫描是一种新型的激光雷达扫描技术，其采用固定光源方式，通过两个光楔绕光轴的转动改变光线的射出角度和方向，从而实现对期望视场范围的精确扫描。相对于传统的声光扫描、光纤扫描、摆镜扫描等激光雷达扫描方法，其具有机械振动小、扫描速度快、测量精度高的优点。此外，通过对光楔的控制，可实现激光雷达对目标的搜索或者跟踪，并获取目标的三维形状信息。

目前，国内对双光楔扫描激光雷达的研究主要集中在理论分析与仿真验证方面，而通过Matlab对双光楔激光雷达的仿真还鲜有人涉及。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种双光楔激光雷达模拟计算方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种双光楔激光雷达模拟计算方法，包括如下步骤：

步骤1，双光楔的初始位置为：光楔1右侧平面与光楔2左侧平面平行，楔角反向；根据双光楔的初始位置设置双光楔参数初始值，确定光源、双光楔和接收平面所在坐标系；

步骤2，第一次折射：入射光线在光楔1左侧平面发生折射，计算在光楔1左侧平面的折射点坐标(m₁₁,m₁₂,m₁₃)及出射光线的方向余弦(v₂₁,v₂₂,v₂₃)；

步骤3，第二次折射：第一次折射过程后的出射光线在光楔1右侧平面发生折射，计算在光楔1右侧平面的折射点坐标(n₂₁,n₂₂,n₂₃)及出射光线的方向余弦(v₃₁,v₃₂,v₃₃)；

步骤4，第三次折射：第二次折射过程后的出射光线在光楔2左侧平面发生折射，计算在光楔2左侧平面的折射点坐标(n₃₁,n₃₂,n₃₃)及出射光线的方向余弦(v₄₁,v₄₂,v₄₃)；

步骤5，第四次折射：第三次折射过程后的出射光线在光楔2右侧平面发生折射，计算在光楔2右侧平面的折射点坐标(n₄₁,n₄₂,n₄₃)及出射光线的方向余弦(v₅₁,v₅₂,v₅₃)；

步骤6，计算第四次折射过程后的出射光线在接收平面上的投射点坐标；

步骤7，将光楔1和光楔2反向旋转，再重复操作步骤2-7，直至激光雷达停止工作。

进一步的，所述步骤1的具体过程如下：