[发明专利]激光雷达光路自动准直方法及准直仪

摘要

本发明公开了一种激光雷达光路自动准直方法及准直仪，包括有反射镜、激光器、信号探测单元、接收望远镜和计算机，其特征在于包括有镜架，镜架上安装有固定板，固定板上安装有活动板，活动板和固定板之间通过弹簧连接，活动板上安装反射镜，镜架内安装有两组滑块/测微头机构及其驱动步进电机，滑块上端有顶杆，从镜架和固定板上的开孔伸出到活动板下方。通过驱动步进电机转动，带动滑块和其顶杆向上移动，调整活动板在X、Y轴转动，最终确定反射镜的目标位置，准确度高。应用前景：大气科学实验测量仪器及测量方法，应用于各种激光雷达系统中。

主权项

1、激光雷达光路自动准直方法，其特征在于：(1)、设置一个镜架，镜架上安装有固定板，固定板上通过弹簧连接有活动板，活动板上安装有反射镜，镜架内安装有二组滑块/测微头滑动机构及其驱动步进电机，滑块顶部有顶杆，所述的顶杆和弹簧在活动板下表面呈X-Y轴垂直分布，在X-Y轴的交点处有钢球安装在固定板和活动板之间，驱动步进电机通过驱动测微头带动滑块在导杆上作上、下移动，进而带动顶杆上、下移动，使得活动板上安装的反射镜沿X轴和Y轴转动；(2)、通过激光器发射激光经反射镜向天空发射，由接收望远镜接收回波信号，进行光电转换，传输到计算机进行数据处理，并向驱动步进电机提供驱动指令；(3)、激光雷达接收的回波信号是随高度分布的大气回波强度，选择用于大气回波计算分析的回波信号的高度范围；(4)、通过计算机先后对两组驱动步进电机发出驱动指令，其中一个驱动步进电机逐步转动，带动活动板上的反射镜转动，不断改变激光发射指向，记录大气回波信号，计算特定高度范围的回波值，将发射光从接收望远镜的接收视场外逐步导入视场，再从视场中逐步移出，这样特定高度范围的大气回波值和步进电机的步数在坐标上形成一个完整梯形，找到梯形中心点，即可将此驱动步进电机移至此中心点对应的目标步数位置；(5)、换另一驱动步进电机重复过程(4)，并确定另一驱动步进电机的目标步数位置，即得到反射镜的目标位置；(6)、如果大气回波值与步进电机的步数在坐标上形成的梯形不规则，则采用下面方法确定中心点：$\begin{array}{cc}W=\frac{\underset{i}{\Sigma }{P}_i{W}_i}{\underset{i}{\Sigma }{P}_i}& P_i>2P_b\end{array}$ 公式中，i为循环变量以步进电机的步进值递进。Pi为步进电机位置Wi所对应在特定高度的回波强度值，Pb为当时条件下的系统背景值，可以是不出光时累积一定脉冲数的天空背景回波信号的平均值，也可以使用任何一组回波中一定高度后不包含任何有效信号的回波信号平均值；W为最终步进电机位置也是中心位置；Pi的选择范围为大于背景值的两倍。