[发明专利]一种直升机载激光雷达平台三维姿态角复杂振动实时补偿方法与装置

摘要

一种直升机载激光雷达平台三维姿态角复杂振动实时补偿方法与装置，在直升机载激光雷达系统中，增加一个三维姿态角振动补偿装置，其上安装一面大尺寸反射镜。采用磁性万向轴承支撑所述大尺寸反射镜绕x轴和y轴实现同时转动；x轴和y轴的转动采用直动电机和光栅尺位移传感器实现转角闭环控制，可消除x轴和y轴的转动耦合；所述大尺寸反射镜绕z轴的转动采用直流力矩电机和齿轮传动方式。通过所述三维姿态角振动补偿装置，将由机载平台三维姿态角振动影响而偏转了的激光脉冲束，矫正回无机载平台姿态角振动时的理想扫描方向上，从而实现对机载平台三维姿态角振动的实时完全补偿，消除直升机载平台三维姿态角振动对激光雷达测量点云的不利影响。

主权项

一种直升机载激光雷达平台三维姿态角复杂振动实时补偿方法与装置，其特征在于包括直升机载平台（1）、高频激光脉冲测距仪（2）、一维扫描摆动振镜系统（3）、三维高精度陀螺仪（4）、三维姿态角振动补偿装置（5）、被测地形（6）；在所述三维姿态角振动补偿装置（5）上，安装了一面大尺寸反射镜（501）；所述高频激光脉冲测距仪（2）、一维扫描摆动振镜系统（3）、三维高精度陀螺仪（4）和三维姿态角振动补偿装置（5）均固定安装在所述直升机载平台（1）上；由所述高频激光脉冲测距仪（2）发出的激光脉冲，经所述一维扫描摆动振镜系统（3）反射后射向所述三维姿态角振动补偿装置（5），经所述三维角振动补偿装置（5）上的所述大尺寸反射镜（501）反射后照向所述被测地形（6）；由所述三维高精度陀螺仪（4）获得所述直升机载平台（1）的实时三维姿态角振动信息，提供给所述三维姿态角振动补偿装置（5）的控制器，使所述三维姿态角振动补偿装置（5）上的所述大尺寸反射镜（501）在所述直升机载平台（1）的三轴方向上做与姿态角振动角度相关的反向转动；在所述直升机载平台（1）的滚动角和俯仰角转动方向上，所述三维姿态角振动补偿装置（5）上的所述大尺寸反射镜（501）的转动状态为反向旋转所述直升机载平台（1）的滚动角和俯仰角振动值的一半；而在所述直升机载平台（1）的偏航角方向上，所述三维姿态角振动补偿装置（5）上的所述大尺寸反射镜（501）的转动状态为实时反向旋转所述直升机载平台（1）的偏航角振动值相同角度，从而可实时高精度的补偿掉所述直升机载平台（1）三维姿态角振动，使所述高频激光脉冲测距仪（2）发出的经所述一维扫描摆动振镜系统（3）反射后的激光扫描分布完全免受所述直升机载平台（1）的三维姿态角振动的不利影响。