[发明专利]利用激光回波与光斑探测目标位置与姿态的系统及方法

摘要

本发明公开的利用激光回波与光斑探测目标位置与姿态的系统及方法，属于光电探测技术领域。本发明公开的系统包括脉冲激光器、准直透镜组、发射透镜、接收透镜、分光镜、APD探测器、四象限探测器、回波处理电路和光斑处理电路。本发明还公开基于所述系统实现的方法，通过分析激光回波获取目标的位置信息，降低算法复杂度并节省成像处理时间；同时利用四象限探测器接收目标反射回波的激光光斑，精确地捕获目标的姿态变化，实现目标的快速定位和精确姿态测量。本发明能够对动态目标进行快速定位和精确姿态测量，同时分辨目标偏转角度和方向，提高探测效率。本发明硬件系统结构简单，算法复杂度低，有利于扩展到需要快速定位与精确姿态测量的应用场合。

主权项

1.利用激光回波与光斑探测目标位置与姿态的系统，其特征在于：包括脉冲激光器(1)、准直透镜组(2)、发射透镜(3)、接收透镜(4)、分光镜(5)、APD探测器(6)、四象限探测器(7)、回波处理电路(8)和光斑处理电路(9)；脉冲激光器(1)用于发射脉冲激光；准直透镜组(2)和发射透镜(3)用于对激光光束进行准直和扩束；接收透镜(4)用于接收目标反射的回波光束，将回波光束调整到合适的波束半径，透过分光镜(5)传输到APD探测器(6)的靶面上；APD探测器(6)的靶面将回波光束分为两束光，一束进入APD探测器(6)进行光电转换，输出电信号到回波处理电路(8)中，另一束光在APD靶面上和分光镜(5)处发生两次反射，并到达四象限探测器(7)形成光斑；四象限探测器(7)将不同象限内的光信号转换成电信号，输出给光斑处理电路(9)；回波处理电路(8)用于对回波信号进行高速采样和处理，得到动态目标的距离信息和偏转角度；光斑处理电路(9)用于计算分析回波光斑的能量分布情况，获得动态目标的偏转方向。