專利名稱：激光雷達(dá)回波接收裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雷達(dá)裝置及運行方法，尤其是激光雷達(dá)回波接收裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
目前，人們?yōu)榱颂綔y高空平流層氣溶膠的狀態(tài)，常使用激光雷達(dá)。激光雷達(dá)在探測時需要接收10～40Km左右的激光回波信號，模擬計算和實際測量結(jié)果都表明，10～40Km激光回波信號強(qiáng)度的動態(tài)范圍近6個數(shù)量級。在低空，每上升3Km回波信號強(qiáng)度約減少一個數(shù)量級；在高空，則每上升10Km回波信號強(qiáng)度才減少一個數(shù)量級。為提高探測的高度，人們只得增加激光器的發(fā)射功率或提高探測器的靈敏度?？墒?，這又引發(fā)了一個新問題，即低空回波信號很強(qiáng)，輕則使接收系統(tǒng)飽和，重則造成高靈敏度的探測器損壞；以光電倍增管為例，強(qiáng)光照射會使陰極材料疲勞，需要很長時間才能恢復(fù)。這必將使激光雷達(dá)的探測結(jié)果誤差很大。為解決這一問題，在2002年3月20日公布的中國發(fā)明專利申請公開說明書CN 1340702A中披露了一種《多波長激光雷達(dá)可程序控制的光閘裝置及控制方法》。它由激光發(fā)射部件、接收部件和可程序控制其開通與關(guān)斷的光閘部件等構(gòu)成，其中，激光發(fā)射部件采用Nd-YAG激光器和XeCl激光器；接收部件為接收望遠(yuǎn)鏡和含有光電倍增管的多只光電轉(zhuǎn)換器；光閘部件由高速交流電機(jī)軸上的光閘葉片、光閘葉片兩側(cè)的兩套光閘信號檢測電路、高速交流電機(jī)的可編程調(diào)頻電源以及與該電源和前述的激光發(fā)射部件電連接的作為控制器的Z64180單片機(jī)與EPROM及面板手動開關(guān)組成；光閘葉片置于接收望遠(yuǎn)鏡的近焦點處。工作時，根據(jù)探測高度的需要，通過控制器中的面板手動開關(guān)來人為地設(shè)定光閘葉片于接收光路上的位置，即光閘葉片是開通還是關(guān)斷光電轉(zhuǎn)換器前的接收光路，以遮擋住較強(qiáng)的低空回波信號，確保在探測大氣的整個過程中，光電轉(zhuǎn)換器均能工作在正常的范圍內(nèi)。但是，這種多波長激光雷達(dá)可程序控制的光閘裝置及控制方法存在著不足之處，首先，使用不便，自動化程度不高，需人工間接地設(shè)定開通或關(guān)斷接收光路；其次，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度低，導(dǎo)致易出故障，可靠性差；再次，完成一次開關(guān)光閘所需的時間較長，使激光雷達(dá)難于快速地分別對高低空的目標(biāo)進(jìn)行實時探測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種使用方便、工作可靠，可快速實時探測的激光雷達(dá)回波接收裝置及控制方法。
激光雷達(dá)回波接收裝置含有激光雷達(dá)中的激光發(fā)射部件、接收部件和斬光部件，所說接收部件包含接收望遠(yuǎn)鏡和光電轉(zhuǎn)換器，所說斬光部件包含電機(jī)、電機(jī)控制器和電機(jī)軸上的葉片，所說葉片的旋轉(zhuǎn)半徑置于所說接收望遠(yuǎn)鏡的焦平面處，特別是所說裝置還包括微型計算機(jī)和與其電連接的斬光部件、基準(zhǔn)信號部件、時序信號部件和信號驅(qū)動部件；所說斬光部件包含伺服電機(jī)控制器和與其電連接的伺服電機(jī)，以及伺服電機(jī)軸上的帶有圓孔和葉片的斬光盤，用于切割基準(zhǔn)信號部件的光通路來使其產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號，及使葉片適時地置于光電轉(zhuǎn)換器之前以遮擋低空回波信號；所說基準(zhǔn)信號部件包含發(fā)光二極管和光電三極管，它們分別置于所說圓孔旋轉(zhuǎn)半徑的兩側(cè)，以輸出時間基準(zhǔn)信號；所說時序信號部件包含時序信號處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，其中，時序信號處理器由三塊定時器/計數(shù)器級連而成，它們中的第一塊的輸出端與第二塊的門控端相接，第二塊的時鐘端接基準(zhǔn)信號部件的輸出端、輸出端接第三塊的門控端，第三塊的輸出端接至信號驅(qū)動部件的輸入端，三塊定時器/計數(shù)器均經(jīng)微型計算機(jī)的地址譯碼器同其地址總線相連接，其工作模式分別為，第一塊工作于內(nèi)部時鐘、內(nèi)部觸發(fā)模式，用于產(chǎn)生原始的重復(fù)率信號，第二塊工作于外部時鐘、外部觸發(fā)模式，用于實現(xiàn)重復(fù)率信號和時間基準(zhǔn)信號的同步以產(chǎn)生同步信號，第三塊工作于內(nèi)部時鐘、外部觸發(fā)模式，用于對同步信號于微型計算機(jī)送來的延時值的基礎(chǔ)上進(jìn)行延時以產(chǎn)生觸發(fā)信號，數(shù)模轉(zhuǎn)換卡的輸出端接伺服電機(jī)控制器，用于產(chǎn)生斬光盤轉(zhuǎn)速的控制信號，斬光盤的啟動、轉(zhuǎn)向和制動的控制信號由微型計算機(jī)送來的數(shù)字信號產(chǎn)生；所說信號驅(qū)動部件包含時基電路、電壓比較電路和放大電路，以將時序信號部件輸出的負(fù)脈沖觸發(fā)信號轉(zhuǎn)變成正脈沖觸發(fā)信號，并對其進(jìn)行整形和提升帶負(fù)載的能力，用于遠(yuǎn)距離地觸發(fā)激光發(fā)射部件。
作為裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的伺服電機(jī)為1628型高速伺服電機(jī)；所述的伺服電機(jī)控制器為BLD3502型伺服電路；所述的葉片為兩片，分別置于斬光盤圓心對稱的兩端；所述的基準(zhǔn)信號部件中的發(fā)光二極管為紅外發(fā)光二極管；所述的基準(zhǔn)信號部件為GK122型透射式光開關(guān)組件；所述的時序信號部件中的定時器/計數(shù)器為PCL-836定時器/計數(shù)器，該PCL-836定時器/計數(shù)器置于微型計算機(jī)主板的ISA擴(kuò)展槽中，其上的級連而成的兩組三塊定時器/計數(shù)器分別用于觸發(fā)不同的激光器，其數(shù)字量輸出端口的①、②、③、 (地)端接至BLD3502型伺服電路板的對應(yīng)端，用于控制伺服電機(jī)的啟動、轉(zhuǎn)向、制動；所述的時序信號部件中的數(shù)模轉(zhuǎn)換卡為PCL-728數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，該PCL-728數(shù)模轉(zhuǎn)換卡置于微型計算機(jī)主板的ISA擴(kuò)展槽中，其輸出端口CH1與BLD3502型伺服電路的輸入端相連接；所述的信號驅(qū)動部件中的時基電路為555通用時基電路，電壓比較電路為393通用電壓比較電路，放大電路為射極跟隨放大器。
激光雷達(dá)回波接收裝置的控制方法包括觸發(fā)激光雷達(dá)中的激光發(fā)射部件發(fā)射激光，以及由接收部件接收回波信號，特別是所說方法包含以下步驟確定激光發(fā)射部件的觸發(fā)模式，產(chǎn)生一個代表觸發(fā)模式的重復(fù)率信號；確定伺服電機(jī)的狀態(tài)，并產(chǎn)生一個時間基準(zhǔn)信號；根據(jù)探測的高度，參考斬光盤上的圓孔和葉片間的圓心角，以及伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生一個延時值Δt；由重復(fù)率信號和時間基準(zhǔn)信號來產(chǎn)生一個同步信號；將同步信號延遲Δt后，產(chǎn)生觸發(fā)激光發(fā)射部件的觸發(fā)信號。
相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，整個回波接收裝置均在微型計算機(jī)的統(tǒng)一控制下運行的，在一次設(shè)定相關(guān)的參數(shù)后，用戶只需輸入探測的高度值就可由裝置獲得測量的結(jié)果，既方便，又快捷；其二，斬光盤上同時帶有以產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號的圓孔和用于遮擋低空回波信號的葉片，由時間基準(zhǔn)信號就可得知葉片的準(zhǔn)確位置，省卻了葉片位置的檢測部件，提高了裝置的集成度及可靠性；其三，能連續(xù)、快速、實時地分別對高低空的目標(biāo)進(jìn)行探測。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1是本發(fā)明的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中時序信號部件構(gòu)成之一的PCL-836定時器/計數(shù)器的連線圖；圖3是圖1中信號驅(qū)動部件的一種實施例電路結(jié)構(gòu)圖；
圖4是本發(fā)明控制方法的流程圖；圖5是圖1所示裝置的工作流程圖；圖6是本發(fā)明的控制信號時序圖，其中，(A)為裝置產(chǎn)生的原始觸發(fā)信號，即重復(fù)率信號，此信號并不用于觸發(fā)激光發(fā)射部件，(B)為基準(zhǔn)信號部件被斬光部件切割光通路后產(chǎn)生的時間基準(zhǔn)信號，(C)為將重復(fù)率信號和時間基準(zhǔn)信號同步后所產(chǎn)生的帶有葉片位置的同步信號，(D)為將同步信號延時Δt后用于觸發(fā)激光發(fā)射部件的觸發(fā)信號；圖7是使用本發(fā)明后的實際效果圖，其中，橫坐標(biāo)為探測高度，單位為千米，縱坐標(biāo)為激光回波信號強(qiáng)度，單位為光子數(shù)；圖中9Km以下所出現(xiàn)的波峰為光電倍增管接通時的噪音。
具體實施例方式
參見圖1、圖2和圖3，激光雷達(dá)回波接收裝置包括一臺微型計算機(jī)7，一個斬光部件，一個接收部件，一個基準(zhǔn)信號部件3，一個時序信號部件4，一個信號驅(qū)動部件5和一個激光發(fā)射部件6。該微型計算機(jī)7分別與斬光部件、基準(zhǔn)信號部件3、時序信號部件4和信號驅(qū)動部件5電連接，信號驅(qū)動部件5與激光發(fā)射部件6電連接。
其中，微型計算機(jī)7起總體控制作用，它為通用型的微機(jī)。
斬光部件包含Minimotor公司的BLD3502型伺服電路(伺服電機(jī)控制器8)和與其電連接的Minimotor公司的1628型高速伺服電機(jī)9，以及伺服電機(jī)軸上的帶有一個圓孔2和與其圓心對稱的兩片葉片11的斬光盤1；用于切割基準(zhǔn)信號部件3的光通路來使其產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號，及使葉片11適時地置于光電轉(zhuǎn)換器10之前以遮擋低空回波信號。
接收部件包含接收望遠(yuǎn)鏡12和光電轉(zhuǎn)換器10，接收望遠(yuǎn)鏡12和光電轉(zhuǎn)換器10分別置于葉片11旋轉(zhuǎn)半徑的兩側(cè)，其中的光電轉(zhuǎn)換器10選用光電倍增管；用于接收激光回波信號。
基準(zhǔn)信號部件3包含紅外發(fā)光二極管和光電三極管，它們分別置于圓孔2旋轉(zhuǎn)半徑的兩側(cè)，其由一只GK122型透射式光開關(guān)組件構(gòu)成；以輸出時間基準(zhǔn)信號。
時序信號部件4包含研華公司的PCL-836定時器/計數(shù)器和PCL-728數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，它們均置于微型計算機(jī)7主板的ISA擴(kuò)展槽中。其中，PCL-836定時器/計數(shù)器由兩組三塊定時器/計數(shù)器(C0～C2，C3～C5)級連而成，兩組并行工作，分別用于觸發(fā)Nd-YAG激光器和XeCl激光器，其時序端口的外部連線為第一塊(C0，C3)的輸出端(OUT0，OUT3)與第二塊(C1，C4)的門控端(GATE1，GATE4)相接，第二塊(C1，C4)的時鐘端(CLK1，CLK4)均接基準(zhǔn)信號部件3的輸出端、輸出端(OUT1，OUT4)接第三塊(C2，C5)的門控端(GATE2，GATE5)，第三塊(C2，C5)的輸出端(OUT2，OUT5)接至信號驅(qū)動部件5的輸入端，兩組三塊定時器/計數(shù)器(C0～C2，C3～C5)均經(jīng)微型計算機(jī)7的地址譯碼器同其的地址總線相連接，其工作模式分別為第一塊(C0，C3)工作于內(nèi)部時鐘、內(nèi)部觸發(fā)模式，用于產(chǎn)生原始的重復(fù)率信號，第二塊(C1，C4)工作于外部時鐘、外部觸發(fā)模式，用于實現(xiàn)重復(fù)率信號和時間基準(zhǔn)信號的同步以產(chǎn)生同步信號，第三塊(C2，C5)工作于內(nèi)部時鐘、外部觸發(fā)模式，用于對同步信號于微型計算機(jī)7送來的延時值的基礎(chǔ)上進(jìn)行延時以產(chǎn)生觸發(fā)激光發(fā)射部件6的觸發(fā)信號(負(fù)邏輯抗干擾信號)，具體的設(shè)置方法可詳見PCL-836的使用手冊；PCL-836定時器/計數(shù)器的數(shù)字量輸出端口的①、②、③、 (地)端產(chǎn)生啟動、轉(zhuǎn)向、制動信號，接至BLD3502型伺服電路板的對應(yīng)端，用于控制伺服電機(jī)9的狀態(tài)；PCL-728數(shù)模轉(zhuǎn)換卡的CH1端口接至BLD3502型伺服電路板的輸入端，其由軟件控制輸出的0～10V連續(xù)可調(diào)電壓，用于控制斬光器中伺服電機(jī)9的轉(zhuǎn)速。
信號驅(qū)動部件5包含555通用時基電路U1、393通用電壓比較電路U2和射極跟隨放大器等。其中，與U1相電連接的電阻R1、電容C1構(gòu)成負(fù)沿觸發(fā)的脈沖翻轉(zhuǎn)電路，將時序信號部件4輸出的脈寬只有1微秒的負(fù)脈沖信號轉(zhuǎn)變成正脈沖信號。與U2電連接的電阻R2和R3(比值為5∶1)、上拉電阻R4、輸入電阻R5構(gòu)成脈沖整形電路，將正脈沖信號進(jìn)行50～250微秒的脈寬調(diào)整，以增強(qiáng)信號遠(yuǎn)距離傳輸時的抗干擾能力。三極管3DG1和電阻R6構(gòu)成射極跟隨放大器，用于提高信號的帶負(fù)載能力，完成遠(yuǎn)距離地對激光發(fā)射部件6的觸發(fā)。
激光發(fā)射部件6包含測量氣溶膠散射比、消光比的YAG激光器和測量臭氧、水蒸氣的XeCl激光器。
參見圖4、圖5、圖6和圖7，激光雷達(dá)回波接收裝置的控制方法和裝置工作流程如下對激光雷達(dá)回波接收裝置通電后，微型計算機(jī)7給各個功能部件預(yù)置初始值，即設(shè)定其初始工作狀態(tài)，其中，給PCL-836定時器/計數(shù)器的定時器/計數(shù)器(C0，C3)設(shè)定的工作模式為內(nèi)部時鐘、內(nèi)部觸發(fā)模式，給定時器/計數(shù)器(C1，C4)設(shè)定的工作模式為外部時鐘、外部觸發(fā)模式，給定時器/計數(shù)器(C2，C5)設(shè)定的工作模式為內(nèi)部時鐘、外部觸發(fā)模式(步驟110)。接著，在裝置的使用者給裝置設(shè)定一個觸發(fā)方式后，即設(shè)定裝置是單次隨機(jī)觸發(fā)還是連續(xù)穩(wěn)定觸發(fā)，如可選50～250微秒脈寬的單次隨機(jī)觸發(fā)，或分別以10Hz或20Hz的頻率連續(xù)穩(wěn)定觸發(fā)，微型計算機(jī)7由此產(chǎn)生一個對應(yīng)的時間參數(shù)后經(jīng)其地址總線送至PCL-836定時器/計數(shù)器的定時器/計數(shù)器(C0，C3)，以由其產(chǎn)生相應(yīng)脈寬的原始重復(fù)率信號(步驟120～130)。然后，在裝置的使用者給裝置設(shè)定伺服電機(jī)9的轉(zhuǎn)速后，微型計算機(jī)7產(chǎn)生一個工作參數(shù)來對PCL-728數(shù)模轉(zhuǎn)換卡進(jìn)行設(shè)定，并啟動伺服電機(jī)9(步驟140～160)，以由斬光盤1切割基準(zhǔn)信號部件3的光通路來使其產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號。之后，在裝置的使用者給裝置設(shè)定一個探測高度后，如40Km以上的高度，微型計算機(jī)7根據(jù)觸發(fā)方式、伺服電機(jī)9的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、斬光盤1上的圓孔2和葉片11間的圓心角，以及探測高度，計算出一個延時值Δt，并經(jīng)其地址總線送往定時器/計數(shù)器(C2，C5)；在此之前，定時器/計數(shù)器(C1，C4)的門控端(GATE1，GATE4)和時鐘端(CLK1，CLK4)已分別收到定時器/計數(shù)器(C0，C3)產(chǎn)生的重復(fù)率信號和由基準(zhǔn)信號部件3輸出的時間基準(zhǔn)信號，并將它們相與后而產(chǎn)生了一個送往定時器/計數(shù)器(C2，C5)門控端(GATE2，GATE5)的同步信號，此時的定時器/計數(shù)器(C2，C5)將同步信號延時Δt后，其的輸出端(OUT2，OUT5)發(fā)出一個脈寬只有1微秒的觸發(fā)激光發(fā)射部件6的負(fù)脈沖觸發(fā)信號(負(fù)邏輯抗干擾信號)(步驟170～200)。信號驅(qū)動部件5中的555通用時基電路U1的輸入端IN接到該信號后，將其轉(zhuǎn)變成正脈沖信號并送至393通用電壓比較電路U2，由U2將正脈沖信號進(jìn)行50～250微秒的脈寬調(diào)整后送至三極管3DG1進(jìn)行放大，以提高信號的帶負(fù)載能力，完成遠(yuǎn)距離地對激光發(fā)射部件6的觸發(fā)。激光發(fā)射部件6被觸發(fā)后發(fā)射激光，其不同高度的回波信號先后經(jīng)接收望遠(yuǎn)鏡12聚集后射向光電倍增管，此時由伺服電機(jī)9帶動旋轉(zhuǎn)的斬光盤1上的葉片11將遮擋住40Km以下低空的回波信號，而只放過40Km以上的回波信號，其激光回波信號如圖7所示；其中，35～40Km高度的激光回波信號曲線的出現(xiàn)是由于回波信號光斑被葉片11從全遮擋逐漸變?yōu)椴糠终趽?，直到全部通過所產(chǎn)生的。本裝置的遮擋過渡時間(從全關(guān)到全開)為50微秒，這對遠(yuǎn)距離測量無影響，因為激光雷達(dá)高層測量的起始距離為9公里，即回波信號的傳輸時間需60微秒，遠(yuǎn)大于遮擋過渡時間，從而避免了過渡狀態(tài)對測量的影響。當(dāng)一個探測進(jìn)程完成后，裝置等待使用者決定是否繼續(xù)探測(步驟210)？如果不探測，則令伺服電機(jī)9停止轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到等待使用者給裝置設(shè)定觸發(fā)方式處(步驟220)；如果繼續(xù)探測，裝置將詢問使用者是否改變探測的高度(步驟230)？如果改變高度，則轉(zhuǎn)使用者給裝置設(shè)定探測高度處(步驟170)；如果不改變高度，則裝置仍按原高度(轉(zhuǎn)步驟180)自動進(jìn)行再次的探測。
本例僅例舉了觸發(fā)激光發(fā)射部件6中的一種激光器，若觸發(fā)兩種以上的激光器，則只需在本例前判斷一下觸發(fā)何種激光器即可。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的激光雷達(dá)回波接收裝置進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光雷達(dá)回波接收裝置，含有激光雷達(dá)中的激光發(fā)射部件(6)、接收部件和斬光部件，所說接收部件包含接收望遠(yuǎn)鏡(12)和光電轉(zhuǎn)換器(10)，所說斬光部件包含電機(jī)、電機(jī)控制器和電機(jī)軸上的葉片(11)，所說葉片(11)的旋轉(zhuǎn)半徑置于所說接收望遠(yuǎn)鏡(12)的焦平面處，其特征是所說裝置還包括微型計算機(jī)(7)和與其電連接的斬光部件、基準(zhǔn)信號部件(3)、時序信號部件(4)和信號驅(qū)動部件(5)；所說斬光部件包含伺服電機(jī)控制器(8)和與其電連接的伺服電機(jī)(9)，以及伺服電機(jī)軸上的帶有圓孔(2)和葉片(11)的斬光盤(1)，用于切割基準(zhǔn)信號部件(3)的光通路來使其產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號，及使葉片(11)適時地置于光電轉(zhuǎn)換器(10)之前以遮擋低空回波信號；所說基準(zhǔn)信號部件(3)包含發(fā)光二極管和光電三極管，它們分別置于所說圓孔(2)旋轉(zhuǎn)半徑的兩側(cè)，以輸出時間基準(zhǔn)信號；所說時序信號部件(4)包含時序信號處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，其中，時序信號處理器由三塊定時器/計數(shù)器級連而成，它們中的第一塊的輸出端與第二塊的門控端相接，第二塊的時鐘端接基準(zhǔn)信號部件(3)的輸出端、輸出端接第三塊的門控端，第三塊的輸出端接至信號驅(qū)動部件(5)的輸入端，三塊定時器/計數(shù)器均經(jīng)微型計算機(jī)(7)的地址譯碼器同其的地址總線相連接，其工作模式分別為，第一塊工作于內(nèi)部時鐘、內(nèi)部觸發(fā)模式，用于產(chǎn)生原始的重復(fù)率信號，第二塊工作于外部時鐘、外部觸發(fā)模式，用于實現(xiàn)重復(fù)率信號和時間基準(zhǔn)信號的同步以產(chǎn)生同步信號，第三塊工作于內(nèi)部時鐘、外部觸發(fā)模式，用于對同步信號于微型計算機(jī)(7)送來的延時值的基礎(chǔ)上進(jìn)行延時以產(chǎn)生觸發(fā)信號，數(shù)模轉(zhuǎn)換卡的輸出端接伺服電機(jī)控制器(8)，用于產(chǎn)生斬光盤(1)轉(zhuǎn)速的控制信號，斬光盤(1)的啟動、轉(zhuǎn)向和制動的控制信號由微型計算機(jī)(7)送來的數(shù)字信號產(chǎn)生；所說信號驅(qū)動部件(5)包含時基電路、電壓比較電路和放大電路，以將時序信號部件(4)輸出的負(fù)脈沖觸發(fā)信號轉(zhuǎn)變成正脈沖觸發(fā)信號，并對其進(jìn)行整形和提升帶負(fù)載的能力，用于遠(yuǎn)距離地觸發(fā)激光發(fā)射部件(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，伺服電機(jī)(9)為1628型高速伺服電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，伺服電機(jī)控制器(8)為BLD3502型伺服電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，葉片(11)為兩片，分別置于斬光盤(1)圓心對稱的兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，基準(zhǔn)信號部件(3)中的發(fā)光二極管為紅外發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，基準(zhǔn)信號部件(3)為GK122型透射式光開關(guān)組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置，其中，時序信號部件(4)中的定時器/計數(shù)器為PCL-836定時器/計數(shù)器，該PCL-836定時器/計數(shù)器置于微型計算機(jī)(7)主板的ISA擴(kuò)展槽中，其上的級連而成的兩組三塊定時器/計數(shù)器(C0～C2，C3～C5)分別用于觸發(fā)不同的激光器，其數(shù)字量輸出端口的①、②、③、 (地)端接至BLD3502型伺服電路板的對應(yīng)端，用于控制伺服電機(jī)的啟動、轉(zhuǎn)向、制動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置，其中，時序信號部件(4)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換卡為PCL-728數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，該PCL-728數(shù)模轉(zhuǎn)換卡置于微型計算機(jī)(7)主板的ISA擴(kuò)展槽中，其輸出端口CH1與BLD3502型伺服電路的輸入端相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，信號驅(qū)動部件(5)中的時基電路為555通用時基電路，電壓比較電路為393通用電壓比較電路，放大電路為射極跟隨放大器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置的控制方法，包括觸發(fā)激光雷達(dá)中的激光發(fā)射部件(6)發(fā)射激光，以及由接收部件接收回波信號，其特征是所說方法包含以下步驟確定激光發(fā)射部件(6)的觸發(fā)模式，產(chǎn)生一個代表觸發(fā)模式的重復(fù)率信號；確定伺服電機(jī)(9)的狀態(tài)，并產(chǎn)生一個時間基準(zhǔn)信號；根據(jù)探測的高度，參考斬光盤(1)上的圓孔(2)和葉片(11)間的圓心角，以及伺服電機(jī)(9)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生一個延時值Δt；由重復(fù)率信號和時間基準(zhǔn)信號來產(chǎn)生一個同步信號；將同步信號延遲Δt后，產(chǎn)生觸發(fā)激光發(fā)射部件(6)的觸發(fā)信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光雷達(dá)回波接收裝置及控制方法。裝置含有激光發(fā)射和接收部件等，還包含微型計算機(jī)(7)和與其電連接的切割光路、遮擋低空回波信號的斬光部件、輸出時間基準(zhǔn)信號的基準(zhǔn)信號部件(3)、產(chǎn)生觸發(fā)信號和伺服電機(jī)(9)控制信號的時序信號部件(4)、遠(yuǎn)距離觸發(fā)的信號驅(qū)動部件(5)；方法包括確定激光發(fā)射部件(6)的觸發(fā)模式以產(chǎn)生重復(fù)率信號，確定伺服電機(jī)(9)的狀態(tài)以產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號，根據(jù)探測的高度、斬光盤(1)上圓孔(2)和葉片(11)間的圓心角及伺服電機(jī)(9)狀態(tài)產(chǎn)生延時值Δt，由重復(fù)率信號和時間基準(zhǔn)信號來產(chǎn)生同步信號并將其延遲Δt后，產(chǎn)生觸發(fā)激光發(fā)射部件(6)的觸發(fā)信號。它使用方便、快捷，可靠性高。
文檔編號G01S7/48GK1548985SQ0311349
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月15日
發(fā)明者方海濤, 吳永華 申請人:中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所