仪器仪表学报

作者：闫 庆，高丰佳，徐鑫鑫，高飞，华灯鑫

单位：闫 庆,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院，2.陕西省机械制造装备重点实验室，3.教育部数控机床及机械制造装备集成重点实验室,,高丰佳,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院,,徐鑫鑫,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院,,高飞,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院，2.陕西省机械制造装备重点实验室，3.教育部数控机床及机械制造装备集成重点实验室,,华灯鑫,1.西安理工大学机械与精密仪器工程学院，2.陕西省机械制造装备重点实验室，3.教育部数控机床及机械制造装备集成重点实验室,

关键词：非同轴激光雷达;重叠因子;自校正;回波信号强度法;粗细结合的扫描时序

基金：国家自然科学基金（42175149，42175156）、中国-中东欧国家高校联合教育项目（2022232，2021120）、陕西省教育厅重点实验室科研计划项目（17JS094）、陕西省林业科学研究院科技创新计划项目（SXLK2021-0223）资助

受振动，温度，预紧力变化等外部环境因素影响，激光雷达系统的激光发射光轴和望远镜接收光轴会发生变化，导致激光雷达系统的重叠因子发生变化，进而影响激光雷达系统的远场探测精度与探测稳定性。针对非同轴激光雷达提出开展重叠因子自校正的软硬件系统设计，采用二相电机驱动，具有自锁功能的蜗杆发射光轴较正平台设计并搭建了激光发射光轴倾角调节系统，并以激光回波信号强度为校正判据寻找非同轴激光雷达系统收发光轴的最佳匹配位置。自校正过程采用粗扫描和细扫描相结合的方式，以实现校正精度和校正效率的综合考量，其中粗扫描采用环形扫时序，可在961s内将激光发射光轴锁定在0.4mrad×0.4mrad倾角范围内；细扫描采用S形时序，可在441s内实现激光发射光轴0.02mrad的倾角调节精度。自校正前后的大气回波距离平方修正信号表明，设计的自校正系统能够实现非同轴激光雷达系统重叠因子的有效校正，并提升系统探测性能，为全天时，无人值守的激光雷达大气探测提供支持。

来源：2023年第7期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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