机载单频水深测量LiDAR光机系统设计

摘要：

LiDAR作为一种测深、水下地形绘制设备已在国外进入商用阶段.而我国LiDAR研制与应用相对缓慢,且主要集中在大型双频测水LiDAR的研制上.笔者所在团队在双频测水LiDAR设计的基础上,针对无人机,设计了单频LiDAR光机系统.首先分别设计了该系统的组成部分,即采用反射式光楔实现圆周扫描的扫描单元、采用Kopilevich模型计算的最佳接收视场角、采用广义开普勒系统设计的接收光学单元,然后集成整机,计算光学系统效率,仿真实验验证扫描效果,波形测试验证设计LiDAR可用性.该系统最佳接收视场角为95 mrad,最佳飞行航高150 m,飞行速度10 m/s,最佳测量水深25 m以内,最大测量水深50 m.该系统采用Kopilevich模型确定LiDAR最佳视场角,提升了LiDAR光机系统性能,并可切换两种不同扫描方式.

关键词：激光雷达、水深测量、光机系统、开普勒系统、无人机

所属期刊栏目：50

分类号：TG502.33(金属切削加工及机床)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;广西创新驱动发展专项;广西创新驱动发展专项;广西科技基地和人才专项;桂林市科学研究与技术开发计划

在线出版日期：2021-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：85-99