機載激光雷達系統(tǒng)初步方案研究.pdf

1、機載激光雷達是近年來比較熱門的主動式三維數(shù)據(jù)采集技術(shù),相比傳統(tǒng)測量方法、航空攝影測量技術(shù)、微波雷達等具有采集速度快,數(shù)據(jù)量大,精度高等優(yōu)點,引起了人們的廣泛關(guān)注。但目前,國內(nèi)技術(shù)應(yīng)用嚴(yán)重依賴國外成熟系統(tǒng)產(chǎn)品進口,技術(shù)研發(fā)相對滯后。本文根據(jù)多方調(diào)研,對國內(nèi)生產(chǎn)機載激光雷達系統(tǒng)的可行性和相關(guān)技術(shù)難點作了大量的研究,并提出了一套初步的設(shè)計方案。
　　根據(jù)調(diào)研,國內(nèi)IMU/DGPS定位導(dǎo)航產(chǎn)品精度達不到機載雷達系統(tǒng)的使用要求,因此本文的設(shè)

2、計思想為采購一整套的進口POS產(chǎn)品來確定飛行平臺的位置及姿態(tài),核心內(nèi)容為主要傳感器——機載激光掃描儀的設(shè)計。
　　設(shè)計系統(tǒng)采用低空遙感平臺,飛行高度300～1000m,不超過1500m,巡航速度160～220km/h,掃描帶寬300～800m。采用美國Spectra-Physics(理波)公司NavigatorTM系列的一款激光器產(chǎn)品Navigator1064-5作為探測光源,激光波長1064nm,每秒可產(chǎn)生20000～50000

3、個數(shù)據(jù)點,經(jīng)擴束鏡準(zhǔn)直后激光發(fā)散角0.55mrad。采用交流電機驅(qū)動正六面鏡旋轉(zhuǎn)掃描方式,使用最大掃描角±30°,視場角30°～60°可調(diào)。設(shè)計掃描頻率45～60Hz,激光腳點間距小于1m。設(shè)置兩個探測器,PIN管用于主波探測,APD管用作回波探測,由FPGA完成時間間隔測量。各種傳感器獲取的信息,包括電機轉(zhuǎn)速、回波強度、其他設(shè)備監(jiān)測信息等也被FPGA數(shù)字電路高速采集,通過接口傳輸給ARM嵌入式系統(tǒng)。ARM是掃描儀的主控制器,通過鍵盤或