[发明专利]一种用于激光雷达性能检测的分离波段背景光模拟器

说明书

本发明提出了一种用于激光雷达性能检测的分离波段背景光模拟器，包括控制模块、背景光特性数据库、可调恒流源驱动电路、光源模块、照明光学系统、采样反馈光路、光照度传感器和反馈控制电路。本发明引入的照明光学系统包括聚光罩、光学积分器、准直镜和出光口，能实现聚光、均光和准直，使系统不但能精确模拟多个波段的太阳光照度，而且能很好模拟出太阳光的准直性和照度均匀性；引入背景光特性数据库可模拟出不同地物天候下特定波长处的背景光干扰，适合用作为激光雷达性能室内检测时背景光干扰器，具有原理明确、结构简单和工作稳定等突出优势。

技术领域

本发明涉及一种分波段太阳光模拟器技术，尤其涉及一种用于激光雷达性能检测的分离波段背景光模拟器。

背景技术

激光雷达具有抗干扰能力强、分辨率高等特点，在测距、测速、测角和跟踪等军事和民用领域得到了广泛的应用。激光雷达性能检测评估是激光雷达生产过程的关键环节，一般通过外场实际测距试验来评估激光雷达的测距性能，外场天候条件瞬息万变，一方面提供的测试条件不稳定，另一方面定量准确表征天候条件，给激光雷达测距性能的定量评估带来了很大的困难。为了能人工模拟激光雷达的测距环境，实现室内评估，迫切需要研制能准确模拟不同天候和地物条件下的激光雷达背景干扰信号。专利号：201610638215.5——《一种高精度太阳光模拟器》，包括主光源及滤光装置、辅助光源及滤光装置、电源、温度检测模块、辐照度检测模块、光谱检测模块、时控电路,其使用氙灯作为主光源，LED作为辅助光源，通过两个光源的调节实现光照度的相对稳定和光谱分布与太阳光的基本一致，但是在用作为激光雷达接收机性能和测距性能检测的背景光干扰时，由于激光雷达的窄光学带宽工作特性，使其难以准确模拟激光雷达工作波长处光谱辐照度，同时不能反映天候和地物特性对背景光干扰的影响。事实上，它也不是为激光雷达性能检测而量身定制的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于激光雷达性能检测的分离波段背景光模拟器，克服了现有技术在激光雷达工作波长处光照度与太阳光一致性差，且难以反映天候和地物对背景光干扰影响的局限性。

实现上述目的的技术方案为：一种用于激光雷达性能检测的分离波段背景光模拟器，包括：控制模块、背景光特性数据库、可调恒流源驱动电路、光源模块、照明光学系统、采样反馈光路、光照度传感器和反馈控制电路，所述控制模块、可调恒流源驱动电路、光源模块依次连接，所述光源模块发出的光线进入照明光学系统，所述采样反馈光路用于采集照明光学系统的光信号并将采样到的光信号会聚到光照度传感器的敏感面上，所述光照度传感器通过反馈控制电路与控制模块相连，用于将光信号反馈给控制模块，所述控制模块根据反馈回的光信号以及背景光特性数据库的信息实时调控可调恒流源驱动电路驱动电流大小。

优选地，所述背景光特性数据库包括太阳光光谱数据、地物反射特性数据和辐射大气传输模型。

优选地，所述光源模块包括四路并联的超辐射发光二极管组，分别为单波段905nm的带尾纤SLD组、单波段1.06μm的带尾纤SLD组、单波段1.3μm的带尾纤SLD组、单波段1.55μm的带尾纤SLD组。

优选地，每路超辐射发光二极管组包括n个串联的超辐射发光二极管。

优选地，所述可调恒流源驱动电路包括恒流驱动芯片，12V直流供电电源，4个保护电阻，4个下拉负载；所述12V直流供电电源与恒流驱动芯片相连，用于给驱动芯片供电，所述恒流驱动芯片用于根据控制模块输出的PWM信号的占空比调节输出电流大小，所述每个保护电阻的一端与恒流驱动芯片输出脚连接，另一端与一路超辐射发光二极管组连接，所述每个下拉负载一端与恒流驱动芯片输出脚连接，另一端接地。

优选地，所述照明光学系统包括聚光罩、光学积分器、准直透镜和出光口，所述聚光罩的焦点位于光源模块的光源出射口上，用于汇聚光线，汇聚后的光线依次通过光学积分器、准直透镜、出光口。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：