三维测量激光雷达发射/接收系统光机结构设计

摘要

本文在激光雷达调频相位式测距原理的基础上，针对某型高速轨道客车车头的三维形面测量需求，开展对大尺寸三维形貌测量系统的研究。提出了一种用于大尺寸物体的非接触式三维形貌测量技术和方法。重点对发射∕接收光学系统进行光机结构设计。
　　文中根据发射/接收光学系统设计的共光路结构特点，分别研究发射光学系统、接收光学系统以及共光路系统的光学与机械结构设计。其中重点研究了连接发射∕接收光学系统的偏振分束棱镜的安装方式，确立了半运动学原理的压板固定式安装方案。在发射光学调焦系统部分，分析对比几种调焦机构，确定了双凸轮往复式直线调焦结构设计方案，实现了电机单向转动以保证导向柱平滑方向切换、调焦越程自保护的功能。
　　为保证发射∕接收系统中多透镜组在温变时正常工作，对其安装结构进行消热设计。通过优化设计结果，实现了用于空间定位的弹性隔圈的合理化结构，以减小接触应力，确保光机系统轴向一致性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究背景

1.2课题研究目的及意义

1.3 三维形貌测量的国内外研究现状

1.4 激光雷达测量技术的国内外研究现状

1.5 主要研究内容及技术指标

第2章 激光雷达三维测量原理

2.1激光雷达测距原理

2.2激光雷达测角原理

2.3激光雷达三维形貌测量原理

第3章 发射/接收光学系统结构设计

3.1 三维激光雷达测量系统工作原理

3.2 三维激光雷达测量系统总体设计方案

3.3发射/接收系统光学结构设计

第4章 发射/接收系统机械结构设计

4.1 概述

4.2 偏振分束棱镜定位与安装

4.3 调焦结构设计

第5章 共光路透镜组的结构设计与分析

5.1 透镜组安装结构的消热设计方法

5.2共光路透镜组的结构设计

5.3前置共光路透镜组的有限元分析

5.4发射/接收光学系统总体装调

第6章 总结

致谢

参考文献