阅读说明：本技术 一种户外便携式红外扫描气溶胶激光雷达系统 (Outdoor portable infrared scanning aerosol laser radar system ) 是由 张帅 况志强 施奇兵 刘�东 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种户外便携式红外扫描气溶胶激光雷达系统,包括云台、处理器、激光发射模块、光电探测模块、电源模块、温度控制模块和辅助模块,所述的云台、激光发射模块、光电探测模块、电源模块、温度控制模块和辅助模块分别与处理器电连接,本发明克服了现有技术的不足,该系统使用红外波长的激光器光源,可有效提高监测设备的隐蔽性,提升了系统的安全性；紧凑的结构设计降低了激光雷达设备的体积和重量；温度控制模块使设备户外环境适应性大大提高；扫描探测方式增强了激光雷达设备的探测范围。(The invention discloses an outdoor portable infrared scanning aerosol laser radar system, which comprises a holder, a processor, a laser emission module, a photoelectric detection module, a power supply module, a temperature control module and an auxiliary module, wherein the holder, the laser emission module, the photoelectric detection module, the power supply module, the temperature control module and the auxiliary module are respectively and electrically connected with the processor; the compact structural design reduces the volume and weight of the laser radar equipment; the temperature control module greatly improves the outdoor environment adaptability of the equipment; the scanning detection mode enhances the detection range of the laser radar equipment.)

一种户外便携式红外扫描气溶胶激光雷达系统

技术领域

本发明涉及气溶胶激光雷达系统技术领域，具体属于一种户外便携式红外扫描气溶胶激光雷达系统。

背景技术

激光雷达发展几十年，气溶胶激光雷达已广泛运用于气象、环保等领域的探测，但主要是运用355nm、532nm波长激光器作为发射光源的激光雷达，这种激光雷达发射高能量的人眼可见的激光，作为监测设备不具备隐蔽性，且对人眼危害大；系统整体体积、重量大，结构相对复杂、安装调试不方便；目前激光雷达主要是固定点垂直探测，只能获取单点的垂直廓线，无法探测区域内的大气状况，使用局限性大。

发明内容

本发明的目的是提供一种户外便携式红外扫描气溶胶激光雷达系统，克服了现有技术的不足。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种户外便携式红外扫描气溶胶激光雷达系统，包括云台、处理器、激光发射模块、光电探测模块、电源模块、温度控制模块和辅助模块，所述的云台、激光发射模块、光电探测模块、电源模块、温度控制模块和辅助模块分别与处理器电连接。

进一步，所述激光发射模块包括半导体激光器、扩束镜和反射镜，所述半导体激光器为发射波长为红外波段的激光器，所述的扩束镜和反射镜设置于半导体激光器发射出的激光的光路上。

进一步，所述半导体激光器发射波长为1064nm或1550nm。

进一步，所述温度控制模块包括温度传感器和降温装置。

进一步，所述辅助模块包括GPS模块、电子罗盘、网络模块。

进一步，所述光电探测模块为Si雪崩光电探测器或InGaAs雪崩光电探测器。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：该系统使用红外波长的激光器光源，可有效提高监测设备的隐蔽性，提升了系统的安全性；紧凑的结构设计降低了激光雷达设备的体积和重量；温度控制模块使设备户外环境适应性大大提高；扫描探测方式增强了激光雷达设备的探测范围。

附图说明

图1为本发明的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，户外便携式红外扫描气溶胶激光雷达系统，包括云台、处理器、激光发射模块、光电探测模块、电源模块、温度控制模块和辅助模块，云台、激光发射模块、光电探测模块、电源模块、温度控制模块和辅助模块分别与处理器电连接，电源模块为整个系统供电，电源模块采用锂离子可充电电池，也可以采用外接电源。

云台能够接收处理器发送的控制数据，实现水平和垂直方向上的转动，而处理器、激光发射模块、光电探测模块、电源模块、温度控制模块和辅助模块都安装于与台上。

激光发射模块包括半导体激光器、扩束镜和反射镜，扩束镜和反射镜设置于半导体激光器发射出的激光的光路上，半导体激光器为发射波长为红外波段的激光器，半导体激光器发射波长为1064nm，也可根据实际需要选择发射波长为1550nm的半导体激光器。

而温度控制模块包括温度传感器和降温装置，温度控制模块用于对激光发射模块、光电探测模块、辅助模块和处理器的工作环境温度进行控制，温度传感器和降温装置与处理器电连接，处理器可根据温度传感器发送的数据控制降温装置的工作，对环境进行降温，降温装置使用电风扇，也可使用半导体制冷器或散热片进行代替。

辅助模块包括GPS模块、电子罗盘、网络模块，GPS用于对该系统所处的位置的定位，并将位置信息传输给处理器，而电子罗盘用于检测云台转动时的扫描角度，并将信息传输给处理器，而网络模块用于将该系统与计算机进行通信，将光电探测模块采集的数据、系统的位置信息和云台的扫描角度传输给计算机。而光电探测模块为Si雪崩光电探测器，也可使用InGaAs雪崩光电探测器进行代替。

该系统在使用时，网络模块接收到扫描的俯仰角和水平旋转开始角度数据，传输给处理器，处理器根据电子罗盘和GPS模块采集的数据处理后将数据发送给云台，云台根据扫描的俯仰角和水平旋转开始角度带动半导体激光器和光电探测模块等转动，电子罗盘采集云台的转动角度信息，GPS模块采集系统的位置信息，将转动角度信息和位置信息发送给处理器，然后通过网络模块发送给计算机；而半导体激光器发射出激光，将扩束镜和反射镜后，到达大气中，在大气的反射和折射作用下，光电探测模块接收到反射的激光信号，然后转变为电信号，发送给处理器，然后处理器将电信号处理后经网络模块发送给计算机进行进一步处理，计算机将数据处理在地图上生成三维的气溶胶分布图。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。