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[发明专利]适用于飞船绕飞过程交会对接激光雷达合作目标组的识别方法-CN202011396845.9有效
发明人：颜坤;刘恩海;周向东;岳永坚;冯志辉;袁林晨;李伟雄 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2020-12-03 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于飞船绕飞过程交会对接激光雷达合作目标组的识别方法，属于空间合作目标识别领域，包括如下步骤：首先，扫描获得激光雷达视场内的目标个数、每一个目标的角度数据以及对应的回波强度等参数，然后根据目标个数进行相应的识别策略，由于空间站的目标安装构型已知，并利用绕飞轨迹及扫描出的目标个数可将获取的角度数据、目标状态和跟踪标志传给外部单元，即可完成待跟踪目标的识别。本发明可以为激光雷达在绕飞过程中的软件算法提供实质性的策略，进而保障绕飞过程中的顺利交会对接。
适用于飞船飞过交会对接激光雷达合作目标识别方法

[发明专利]一种用于空间交会对接的大动态激光发射装置-CN202110056262.X有效
发明人：冯志辉;岳永坚;刘恩海;周向东;袁林晨;代冬军;周黎;颜坤 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-01-15 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： H01S3/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于空间交会对接的大动态激光发射装置。该装置包括：光纤激光器、半导体激光器、半导体驱动电路、准直系统、分光棱镜、调光系统和控制器，所述半导体驱动电路用于驱动所述半导体激光器发射能量可调的激光，经所述光纤激光器发射的激光或所述半导体激光器发出的激光分别通过所述准直系统准直后进入所述分光棱镜，通过所述分光棱镜将透射的激光传播至所述调光系统，经所述调光系统调光后发射出去，所述调光系统在所述控制器的控制下转动。本发明能够满足不同激光测距和激光三维成像的要求，保证激光回波信号在可靠的范围内。
一种用于空间交会对接动态激光发射装置

[发明专利]一种适用于空间交会对接激光雷达的能量自适应控制方法-CN202110900188.5有效
发明人：颜坤;刘恩海;周向东;岳永坚;冯志辉;袁林晨;李伟雄 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-08-06 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G01S7/48 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于空间交会对接激光雷达的能量自适应控制方法。首先在大于10km的远距离段，将激光器能量调节到最大，电路两级增益VGA调节到最大，调光盘能量调节到最大。其次在小于10km的中近距离阶段，进行回波强度闭环控制，通过两级VGA联调，将回波强度幅值控制到800(探测器饱和时最大为1200)。接着当一级VGA调节到最小时，进行二级VGA与激光器电流联合调节，同样将回波强度幅值控制到800。最后到近距离段，当二级VGA和激光器电流均调节到最小时，进行调光盘能量调节，此时将回波强度幅值始终控制到600。本发明为空间交会对接激光雷达提供实质性的策略，进而保障空间交会对接过程的顺利完成。
一种适用于空间交会对接激光雷达能量自适应控制方法

[发明专利]一种适用于空间交会对接激光雷达的激光器自检方法-CN202110900198.9有效
发明人：颜坤;刘恩海;周向东;岳永坚;冯志辉;袁林晨;李伟雄 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-08-06 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G01S7/497 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于空间交会对接激光雷达的激光器自检方法。空间交会对接激光雷达在上电时，需对激光器进行自检，确保激光器处于正常状态。首先，激光雷达上电，查询激光器上电是否使能，如果没有使能则开启激光器使能并清理激光器最小电流设置完成标志，已经开启使能则进入下一步操作，其次，查询激光器是否复位，如果没有复位则对激光器进行复位，复位完成则进入下一步操作，然后，查询激光器最小电流设置是否完成，如果完成则进行下一步操作，否则对激光器进行最小电流设置并更新激光器最小电流设置标志，最后，将激光器最小电流设置完成标志作为激光器的自检结果返回，即完成了激光器自检。本发明可以为空间交会对接激光雷达的激光器自检算法提供实质性的策略，进而保障空间交会对接激光雷达的自检过程的顺利完成。
一种适用于空间交会对接激光雷达激光器自检方法

[发明专利]一种空间交会对接激光雷达扫描跟踪控制系统及方法-CN202110056245.6有效
发明人：周黎;杨武;刘恩海;周向东;冯志辉;岳永坚;袁林晨;刘光林;代冬军 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-01-15 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本发明公开一种空间交会对接激光雷达扫描跟踪控制系统及方法。利用单片DSP建立闭环控制系统，根据方位轴角度值、俯仰轴角度值和二维脱靶量确定两个步进电机的运动方向和分频系数。采用单片FPGA实现俯仰轴和方位轴步进电机SPWM细分驱动，根据两个步进电机的运动方向和分频系数产生俯仰轴SPWM波和方位轴SPWM波；利用4个双极性H桥功率驱动电路将俯仰轴SPWM波和方位轴SPWM波进行放大后分别控制两个步进电机驱动方位轴和仰俯轴转动，带动四象限探测器扫描跟踪。本发明采用单片DSP和FPGA实现基于步进电机的方位轴和俯仰轴细分驱动和闭环控制，在不增加额外控制芯片和传感器的情况下，实现要求的控制功能和性能指标，使得电路和结构都得到了精简，满足空间应用的要求。
一种空间交会对接激光雷达扫描跟踪控制系统方法

[发明专利]一种月球轨道交会对接激光雷达的远近场切换控制方法-CN202011394213.9有效
发明人：颜坤;刘恩海;周向东;岳永坚;冯志辉;袁林晨;李伟雄 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2020-12-03 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种月球轨道交会对接激光雷达的远近场切换控制方法。首先在激光雷达扫描状态和跟踪状态下都可以进行远近场目标切换。其次，在跟踪状态下进行合作目标切换时，切换完成后激光器将同时进行切换，且回波能量调整参数需要设置合适的值，以保证迅速跟踪上切换的目标。然后，远近场切换过程必须保证完全完成，避免由于引导距离或最终测量距离的抖动，造成远近场目标短时间内来回切换。最后，启动目标切换后即时设置切换标志，通知外部单元，保证激光雷达远近场目标切换的协调进行以及顺利完成。本发明可以为月球轨道交会对接激光雷达的软件算法提供实质性的策略，进而保障月球轨道交会对接过程的顺利完成。
一种月球轨道交会对接激光雷达远近切换控制方法

[发明专利]一种激光测距与通信一体化激光雷达-CN202110694202.0有效
发明人：李华康;冯志辉;岳永坚;刘恩海;周向东 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-06-22 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G01S17/42 文献下载
摘要：本发明提供了一种激光测距与通信一体化激光雷达，包括：测量主机和合作目标；所述合作目标固定在被测物体上且与被测物体通信连接；所述测量主机采用改变相邻脉冲时间间隔的调制方式对距离信息和角度信息进行调制并发送至所述合作目标，所述合作目标将接收到的距离信息和角度信息发送至所述被测物体，其中，所述距离信息包括所述测量主机与所述被测物体之间的距离，所述角度信息包括所述被测物体的俯仰角信息和方位角信息。本发明通过改变相邻脉冲时间间隔对通信信息进行调制，能够实现较远距离的激光通信。
一种激光测距通信一体化激光雷达

[发明专利]一种适用于空间交会对接激光雷达的远近场目标识别方法-CN202011394236.X有效
发明人：颜坤;刘恩海;周向东;岳永坚;冯志辉;袁林晨;李伟雄 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2020-12-03 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G01S7/48 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于空间交会对接激光雷达的远近场目标识别方法。首先，在地面标定阶段，激光雷达跟踪上近场或者远场目标，移动目标从近距离到远距离或者从远距离到近距离，分别获得激光雷达远近场目标的调光盘码值。然后，根据码值在不同距离下的大小进行曲线拟合，获得拟合的系数。接着，在激光雷达识别阶段，先根据引导距离初步设置远近场目标标识。然后等激光雷达扫描跟踪上目标以后，实时根据调光盘码值和标定系数拟合出来的码值对目标标识进行识别。最后，将识别的目标标识传给外部单元，进而完成空间交会对接激光雷达的远近场识别。本发明可以为空间交会对接激光雷达的软件算法提供实质性的策略，进而保障空间交会对接过程的顺利完成。
一种适用于空间交会对接激光雷达远近目标识别方法

[发明专利]一种交会对接激光雷达合作目标的投影面积分析方法-CN202011394190.1有效
发明人：颜坤;刘恩海;周向东;岳永坚;冯志辉;袁林晨;李伟雄 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2020-12-03 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G01B11/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种交会对接激光雷达合作目标的投影面积分析方法，首先根据合作目标在空间站中的安装关系得出合作目标在各对接面坐标系下的位姿，由对接面坐标系和空间站本体系的关系，得出合作目标在空间站本体系下的位姿。然后根据空间站的轨道数据可以得出空间站本体系与空间站轨道系的关系，将合作目标的位姿表示在空间站轨道系下。同理，根据激光雷达在飞船上的安装关系可以得到激光雷达坐标系与飞船本体系的关系。最后，将空间站轨道系和飞船本体系通过J2000惯性系联系起来，就可以根据绕飞轨迹获得合作目标与激光雷达的相对位姿关系，最终可以分析绕飞过程中交会对接激光雷达合作目标的投影面积。本发明可以保障绕飞过程的顺利对接。
一种交会对接激光雷达合作目标投影面积分析方法

[发明专利]一种空间交会对接的激光雷达-CN202110054931.X在审
发明人：冯志辉;岳永坚;刘恩海;周向东;袁林晨;刘光林;代冬军;颜坤;周黎 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-01-15 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： G01S17/66 文献下载
摘要：本发明涉及一种空间交会对接的激光雷达，激光雷达包括：发射组件、激光调整装置、轴角编码器、四象限探测处理模块和伺服驱动控制模块；发射组件发射激光；激光调整装置获得激光回波信号；轴角编码器检测方位轴角度值和俯仰轴角度值；四象限探测处理模块根据经过扫描反射镜聚焦后获得的激光回波信号在各象限的能量确定二维脱靶量和测距值；伺服驱动控制模块根据所述方位轴角度值、所述俯仰轴角度值和所述二维脱靶量控制两个步进电机驱动方位轴和仰俯轴转动，进而带动所述扫描反射镜扫描跟踪。本发明利用四象限探测处理模块不仅实现凝视跟踪获得二维脱靶量，同时还完成提取激光回波信号的测距值，节省了一套接收光学系统，构建轻小型激光雷达。
一种空间交会对接激光雷达

[发明专利]一种激光回波探测信息处理系统-CN202110056258.3在审
发明人：冯志辉;岳永坚;刘恩海;周向东;袁林晨;代冬军;颜坤;李伟雄 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2021-01-15 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： G01S7/4861 文献下载
摘要：本发明涉及一种激光回波探测信息处理系统。该系统包括：QAPD探测模块、噪声补偿模块、前置放大模块、二分配模块、自动增益模块、峰值保持模块、AD转换模块、调光组件、测距放大模块、时刻鉴别电路、测时电路和数字处理电路，所述噪声补偿模块、所述QAPD探测模块、所述前置放大模块、所述二分配模块、所述自动增益模块、所述峰值保持模块、所述AD转换模块和所述数字处理电路依次连接，所述二分配模块、所述测距放大模块、所述时刻鉴别电路、所述测时电路和所述数字处理电路依次连接。本发明能够实现激光回波信号和视线角偏移量的提取，利于空间应用要求的系统集成化、轻小型化，提高可靠性。
一种激光回波探测信息处理系统

[发明专利]一种目标视线角偏移量及距离的测量装置和方法-CN201310440152.9有效
发明人：冯志辉;岳永坚;杨武;袁林晨;代冬军 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2013-09-22 - 公布日： 2014-01-08 - 主分类号： G01S17/50 文献下载
摘要：本发明是一种目标视线角偏移量及距离的测量装置及方法，由四象限雪崩光电探测器、收发光学单元、噪声补偿电路，四路前置放大电路、视频放大电路、自动增益放大电路、峰值保持电路、AD转换电路，激光器、主波采样电路、求和电路、时刻鉴别电路、测时电路、数字处理电路构成，收发光学单元将激光器发射的窄脉冲激光经目标反射后会聚在光电探测器上形成回波光斑，经四象限雪崩光电探测器光电转换，前置、视频、自动增益放大，窄脉冲峰值保持、AD转换电路送数字处理电路提取数字化的目标视线角偏移量；对四路前置放大电路求和，连同主波采样电路，经时刻鉴别电路确定激光发射和回波到来返回时刻送测时电路测量，由数字处理电路解码出相应的距离。
一种目标视线偏移距离测量装置方法

[发明专利]多层膜反射式高精度金属圆光栅及其制作方法-CN200510130717.9无效
发明人：周翠花;李代学;岳永坚;余光清;代冬军;张鑫;梁跃兵 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2005-12-23 - 公布日： 2006-06-21 - 主分类号： G02B5/18 文献下载
摘要：多层膜反射式高精度金属圆光栅，其特征在于：包括金属基板，在金属基板上蒸镀至少4层膜的膜层，其膜层顺序为介质膜、亮线条、介质膜、暗线条，其制作方法如下：(1)光栅金属基坯材料，如不锈钢、钛合金等抗腐蚀性好的材料经失效、粗磨、光学抛光至金属镜面；(2)在金属镜面上真空蒸镀多层所需要的金属膜层；(3)在蒸镀好的金属膜层表面涂上光刻胶；(4)通过光化学反应从高精度玻璃光栅上复制、腐蚀出高、低反射率线条的接近母版精度的高精度圆光栅。本发明适用于高精度角度编码器，且结构简单、成本低、强度高。
多层反射高精度金属圆光及其制作方法

[发明专利]反射式金属光栅的制作方法-CN200410009488.0无效
发明人：周翠花;余光清;李代学;代冬军;岳永坚 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2004-08-27 - 公布日： 2006-03-01 - 主分类号： G02B5/18 文献下载
摘要：反射式金属光栅的制作方法，其特征在于用光化学方法直接对精密加工的金属基板进行腐蚀，腐蚀后形成的无光泽线条作为光栅暗条纹，未被腐蚀的金属基板作为光栅亮条纹，具体制作步骤为：先对金属基板光栅面进行精密加工，然后在精密加工后的表面上涂上均匀厚度的光刻胶，前烘去除光刻胶中的稀释剂后在基板上放置光栅母板并进行曝光，再用显影液进行离心显影，烘烤坚膜后在FeCl₃腐蚀液中腐蚀成形，最后清洁光栅表面(去胶)。用该方法制作的反射式金属光栅，结构简单、成本低、强度高、线条牢固度好。
反射金属光栅制作方法

[实用新型]透射式光电格雷编码盘-CN01257025.7无效
发明人： 岳永坚;李代学 -专利权人：中国科学院光电技术研究所
申请日： 2001-12-24 - 公布日： 2002-10-30 - 主分类号： G01B21/22 文献下载
摘要：透射式光电格雷编码盘,属于对透射式光电格雷编码盘结构的改进。其特征是码盘(1)上任意两相邻格雷码道(2)相互错开一个角度值或N个角度值,与码道(2)对应的狭缝窗口(4)排列为至少两条直线。从而使任意码道的宽度减少为原来的二分之一或N分之一,大大减少了透射式光电格雷编码盘的尺寸和重量,减小了绝对式光电轴角编码器直径方向的尺寸和总重量。
透射光电编码

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