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一种用于水深测量的LiDAR光机系统设计

周国清,  周祥,  胡皓程,  徐嘉盛

文章导航 > 红外与激光工程  > 2020 >  49(2): 0203006-0203006
周国清, 周祥, 胡皓程, 徐嘉盛. 一种用于水深测量的LiDAR光机系统设计[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203006-0203006. doi: 10.3788/IRLA202049.0203006
引用本文: 周国清, 周祥, 胡皓程, 徐嘉盛. 一种用于水深测量的LiDAR光机系统设计[J]. 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203006-0203006. doi: 10.3788/IRLA202049.0203006
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Zhou Guoqing, Zhou Xiang, Hu Haocheng, Xu Jiasheng. Design of LiDAR optical-mechanical system for water depth measurement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(2): 0203006-0203006. doi: 10.3788/IRLA202049.0203006
Citation: Zhou Guoqing, Zhou Xiang, Hu Haocheng, Xu Jiasheng. Design of LiDAR optical-mechanical system for water depth measurement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2020, 49(2): 0203006-0203006. doi: 10.3788/IRLA202049.0203006
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一种用于水深测量的LiDAR光机系统设计

doi: 10.3788/IRLA202049.0203006

  • 1. 天津大学 微电子学院, 天津 300072;

  • 2. 桂林理工大学 广西空间信息与测绘重点实验室, 广西 桂林 541006;

  • 3. 桂林理工大学 机械与控制工程学院, 广西 桂林 541006;

  • 4. 桂林理工大学 地球科学学院, 广西 桂林 541006

基金项目: 

国家自然科学基金（41431179，41961065）；广西创新驱动发展专项（AA18118038，AA18242048）

详细信息
    作者简介:

    周祥(1987-),男,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:zqx0711@glut.edu.cn

  • 中图分类号: TG502.33

Design of LiDAR optical-mechanical system for water depth measurement

  • 1. School of Microelectronics, Tianjin University, Tianjin 300072, China;

  • 2. Guangxi Key Laboratory of Spatial Information and Geomatics, Guilin University of Technology, Guilin 541006, China;

  • 3. College of Mechanical and Control Engineering, Guilin University of Technology, Guilin 541006, China;

  • 4. College of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin 541006, China

  • 摘要: 采用公式推导和仿真优化相结合的方式，设计了一种测量水深的LiDAR光机系统。该系统光源采用532 nm和1 064 nm双频激光器，设计532、647、1 064 nm三个接收通道，拟定飞行高度140~500 m，可变扫描角9°~15°，发散角小于0.5 mrad，水面点密度范围约为0.687~4.170点/m2。设计拉曼波段作为水深测量波段，提高浅水区测量效果，利用可变扫描角实现了不同高度下幅宽可固定、兼顾高分辨率和大视场角，以适应不同应用场景。
    Abstract: A combination of formula derivation and simulation optimization was used to design a LiDAR optical-mechanical system for measuring water depth. The light source of this system used 532 nm and 1 064 nm dual-frequency lasers. Three receiving channels of 532, 647 and 1 064 nm were designed. The planned flight height was 140-500 m, the variable scanning angle is 9°-15°, the divergence angle was less than 0.5 mrad, and the surface point density range was about 0.687-4.170 points/m2. In this paper, Raman band was designed as a water depth measurement band to improve the measurement effect in shallow water. The variable scanning angle was used to realize the functions of variable resolution under a fixable width and the consideration of high precision and large field of view to adapt to different application scenarios.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-05
  • 修回日期:  2019-12-24
  • 刊出日期:  2020-03-02

一种用于水深测量的LiDAR光机系统设计

doi: 10.3788/IRLA202049.0203006
  • 1. 天津大学 微电子学院, 天津 300072;
  • 2. 桂林理工大学 广西空间信息与测绘重点实验室, 广西 桂林 541006;
  • 3. 桂林理工大学 机械与控制工程学院, 广西 桂林 541006;
  • 4. 桂林理工大学 地球科学学院, 广西 桂林 541006
    • 作者简介:

    周祥(1987-),男,博士生,主要从事激光雷达技术方面的研究。Email:zqx0711@glut.edu.cn

  • 收稿日期: 2019-11-05
  • 修回日期: 2019-12-24
  • 刊出日期: 2020-03-02
基金项目:

国家自然科学基金（41431179，41961065）；广西创新驱动发展专项（AA18118038，AA18242048）

  • 中图分类号: TG502.33

摘要: 采用公式推导和仿真优化相结合的方式，设计了一种测量水深的LiDAR光机系统。该系统光源采用532 nm和1 064 nm双频激光器，设计532、647、1 064 nm三个接收通道，拟定飞行高度140~500 m，可变扫描角9°~15°，发散角小于0.5 mrad，水面点密度范围约为0.687~4.170点/m2。设计拉曼波段作为水深测量波段，提高浅水区测量效果，利用可变扫描角实现了不同高度下幅宽可固定、兼顾高分辨率和大视场角，以适应不同应用场景。

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