[发明专利]基于激光雷达的实验室二维波面测量装置、系统以及监测方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的实验室二维波面测量装置，其特征在于，包括数字信号采集装置、数据存储装置和数据处理装置；

所述数字信号采集装置包括固定装置和激光雷达，所述激光雷达用于扫描水体表面，获取水体表面与雷达实时相对距离；所述固定装置用于调节和固定激光雷达的位置；

所述数据存储装置用于实时存储激光雷达的测量数据；

所述数据处理装置用于将存储的原始测量数据进行处理，形成波面数据，并且进行实时显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的实验室二维波面测量装置，其特征在于，所述固定装置包括固定支座和角度调节器，所述固定支座连接激光雷达和实验室顶部框架架构，用于固定激光雷达的位置；所述角度调节器用于设置并固定激光雷达相对垂直向下方向的角度。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的实验室二维波面测量装置，其特征在于，所述数据存储装置包括保护箱、网络附属存储和散热装置，所述激光雷达设置于保护箱内。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光雷达的实验室二维波面测量装置，其特征在于，所述保护箱包括防漏电模块，所述防漏电模块用于避免监测系统和周围水体携带电流。

5.一种基于激光雷达的实验室二维波面测量系统，其特征在于，包括数字信号采集系统、数据存储系统和数据处理系统；

所述数字信号采集系统包括激光雷达，所述激光雷达用于扫描水体表面，获取水体表面与雷达实时相对距离；

所述数据存储系统用于实时存储激光雷达的测量数据；

所述数据处理系统用于将存储的原始测量数据进行处理，形成波面数据以及显示监测系统的工作状态。

6.根据权利要求5所述的一种基于激光雷达的实验室二维波面测量系统，其特征在于，所述数据处理系统包括软件系统和系统状态显示模块，所述软件系统用于形成波面数据，所述系统状态显示模块用于显示波面数据以及监测系统的工作状态。

7.一种基于激光雷达的实验室二维波面监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通过设置于实验室波面上方的激光雷达实时采集波面高程点云；

S2：数据存储系统实时存储步骤S1中采集的数据；

S3：数据处理系统将数据存储系统中的数据云处理成实时波面数据，并且显示监测系统的工作状态。

8.根据权利要求7所述的一种基于激光雷达的实验室二维波面监测方法，其特征在于，所述步骤S3中波面数据包括二维波谱，有效波高和平均周期。

9.根据权利要求7所述的一种基于激光雷达的实验室二维波面监测方法，其特征在于，所述步骤S1中激光雷达包括发射系统和接收系统，所述发射系统向下方波面发射激光，接收系统接收回波信号，已知光速c，入反射激光时间差△t，则激光器到测点的距离D可以通过以下公式计算得到：