[发明专利]一种直升机防撞用激光扫描方法与装置

摘要

一种直升机防撞用激光扫描方法与装置，包括防撞激光扫描仪装置、直升机体俯仰角测量装置和直升机体，可对地面障碍物进行实时扫描成像，及时给飞行员提供障碍物的形状和距离信息。激光扫描点云形态由两维运动决定，一是俯仰方向的正弦摆动，二是扫描镜旋转运动形成的圆锥式激光扫描，两运动的合成产生圆形旋转推进的激光点扫描轨迹，形成长方形扫描条带，可高分辨率探测直升机前下方的障碍物。当直升机有俯仰角变化时，由直升机体俯仰角测量装置获得俯仰角值，提供给防撞激光扫描仪控制器，实时控制俯仰方向的摆动角度，补偿俯仰角变化，使激光扫描俯仰视场角相对于当地水平面始终不变，防止由于俯仰角变化的影响而漏扫直升机前下方的地面障碍物。

主权项

一种直升机防撞用激光扫描装置，其特征在于包括防撞激光扫描仪装置（1）、直升机体俯仰角测量装置（2）、直升机体（3）；所述防撞激光扫描仪装置（1），其特征在于包括防撞激光扫描仪控制器（11）、俯仰扫描电机（12）、传动机构（13）、俯仰扫描旋转框架（14）、俯仰扫描光电轴角编码器（15）、圆锥扫描电机（16）、圆锥扫描镜（17）、圆锥扫描光电轴角编码器（18）、激光测距仪（19）；所述直升机体俯仰角测量装置（2），其特征在于包括GPS（31）、IMU（32）、卡尔曼滤波器（23）；所述防撞激光扫描仪装置（1）和所述直升机体俯仰角测量装置（2）均固定在所述直升机体（3）上；所述圆锥扫描电机（16）、所述圆锥扫描镜（17）、所述圆锥扫描光电轴角编码器（18）和所述激光测距仪（19）均安装在所述俯仰扫描旋转框架（14）上；在所述防撞激光扫描仪装置（1）中，所述俯仰扫描电机（12）通过所述传动机构（13），带动所述俯仰扫描旋转框架（14）以正弦方式进行摆动；所述圆锥扫描电机（16）带动所述圆锥扫描镜（17）旋转，反射由所述激光测距仪（19）发出的激光脉冲，所述激光测距仪（19）测量每个激光脉冲打在障碍物上的激光脚点的空间距离；当所述直升机体（3）有俯仰角变化时，由所述直升机体俯仰角测量装置（2）实时获得，提供给所述防撞激光扫描仪控制器（11），控制所述俯仰扫描电机（12）的摆动角度，以补偿俯仰角变化，使激光扫描俯仰视场角始终相对于当地水平坐标系不变，防止由于俯仰角的影响而使激光扫描区域漏扫地面障碍物。