一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统的制作方法

1.本实用新型涉及激光雷达技术领域，具体为一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统。


背景技术：

2.大气气溶胶是指悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称，粒子的空气动力学直径多在0.001-100um之间。大气气溶胶通过散射、吸收太阳辐射和地球长波辐射影响天气和气候的变化。精细探测及研究气溶胶的产生、输送及其光学和物理特性的时空变化规律，对研究大气环境变化及提高自然灾害的预警预报能力，特别是研究全球气候变暖问题、沙尘暴的预警预报及城市气溶胶的物理光学特性具有重要的研究意义和社会效益。
3.激光雷达是大范围快速监测大气环境的新一代的高技术手段。它根据大气对激光的散射、吸收、消光等物理效应，通过定量分析激光大气回波，进行大气环境探测。激光雷达根据探测数据可获得大气边界层的结构和时间演变特征、大气气溶胶(飘尘)消光系数垂直廓线和时间演变特征、云层高度及多层云结构、大气能见度等信息，监控工业烟尘的排放以及研究它们的扩散规律，对大气环境监测和大气科学研究都有着重要的意义。
4.而现有的激光雷达，获取信息生成的图像描述不够全面不够准确，而且对于大气的污染状况，无法直观的进行查看。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统，以解决背景技术中所提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统，包括激光雷达主体，所述激光雷达主体包括偏振脉冲激光器、激光发射装置、信号接收装置、信号采集与处理装置、摄像组模块；
7.所述信号采集与处理装置与信号接收装置电性连接；
8.所述摄像组模块与信号采集与处理装置电性连接。
9.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述激光发射装置包括反射镜一和反射镜二、准直扩束镜组、导光镜和望远镜；
10.所述反射镜一、反射镜二与准直扩束镜组和望远镜光路同轴；
11.所述导光镜成45度设置在望远镜装置正前方，且导光镜中心设置有一个小孔。
12.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述信号接收装置包括望远镜、导光镜、反射镜四、反射镜三、光阑、窄带滤波片和偏振模块，所述偏振模块电性连接有光电探测器，所述光电探测器与信号采集与处理装置电性连接。
13.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述激光发射装置与信号接收装置采用同轴式望远镜系统。
14.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述摄像组模块由四组变焦摄像机组成。
15.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述偏振脉冲激光器电性连接有主控制器，所述主控制器通过硬件同步启动单元与摄像组模块连接。
16.与现有技术相比，本实用新型提供了一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统，具备以下有益效果：
17.该一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统，通过设置的摄像组模块，摄像组模块实时图像显示与激光雷达遥感探测系统的结合，激光雷达遥感探测采集数据的同时，摄像组模块可实时获得一定范围内的同步高清图像，使得使用者可以得到对同一场景的更为准确更为全面更为可靠的图像描述，通过多组图像的互补信息处理来获得更丰富的细节及更全面的信息；而且可以使得该激光雷达系统可以记录存储探测时的图像文件，可以实现激光雷达数据与视频图像的实时显示，使得雷达软件在查看雷达数据的同时，也可以浏览视频图像文件，能够为监测时段内的大气污染状况提供直观的佐证，利于事后溯源。
附图说明
18.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
19.图1为本实用新型一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统的主视图；
20.图2为本实用新型一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统的主控制器电性连接示意图；
21.图3为本实用新型一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统的摄像组模块示意图。
22.图中：振脉冲激光器1、激光发射装置2、信号接收装置3、信号采集与处理装置4、摄像组模块5、图像存储终端6、硬件同步启动单元7、主控制器8、反射镜一21、反射镜二22、准直扩束镜组23、导光镜24、望远镜 25、导光镜24、反射镜四31、反射镜三35、光阑32、窄带滤波片33、偏振模块34、光电探测器41、信号一411、信号二412。
具体实施方式
23.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统做进一步详细的描述。
24.如图1-图3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种摄像机同步图像显示的激光雷达系统，包括激光雷达主体，所述激光雷达主体包括偏振脉冲激光器1、激光发射装置2、信号接收装置3、信号采集与处理装置4、摄像组模块5，激光雷达主体设置在扫描支架(扫描支架为公开技术，用于激光雷达主体扫描角度的调整)上；
25.所述信号采集与处理装置4与信号接收装置3电性连接；
26.所述摄像组模块5与信号采集与处理装置4电性连接。
27.所述激光发射装置2包括反射镜一21和反射镜二22、准直扩束镜组23、导光镜24和望远镜25；
28.所述反射镜一21、反射镜二22与准直扩束镜组23和望远镜25光路同轴；
29.所述导光镜24成45度设置在望远镜装置正前方，且导光镜中心设置有一个小孔。
30.所述信号接收装置3包括望远镜25、导光镜24、反射镜四31、反射镜三35、光阑32、
窄带滤波片33和偏振模块34，所述偏振模块34电性连接有光电探测器41，所述光电探测器41与信号采集与处理装置4电性连接，所述偏振模块34将接收到的信号分成不同偏振方向的两路，信号一411和信号二412，分别传递到高灵敏度光电探测器41。
31.所述激光发射装置2与信号接收装置3采用同轴式望远镜系统。
32.所述摄像组模块5由四组变焦摄像机组成，且每组摄像机的镜头光轴与信号接收装置3的光轴平行。
33.所述偏振脉冲激光器1电性连接有主控制器8，所述主控制器8通过硬件同步启动单元7与摄像组模块5连接。
34.激光雷达主体内还设置有gps定位模块，用于提供激光雷达主体的位置信息。
35.还包括图像存储终端6，图像存储终端6为电脑，所述摄像组模块5与图像存储终端6的电性连接，摄像组模块5拍摄的图片，存入图像存储终端 6内，图像存储终端6可以记录存储探测时的图像文件，可以实现激光雷达数据与视频图像的实时显示，使得雷达软件在查看雷达数据的同时，也可以浏览视频图像文件，能够为监测时段内的大气污染状况提供直观的佐证，利于事后溯源。
36.工作原理：偏振脉冲激光器1发射激光时，通过在触发主控制器8与摄像组模块5之间连接的硬件同步启动单元7，通过主控制器8控制多摄像机间的同步触发采集图像；单个摄像机固定时间内多次拍摄得到多幅图像，经过图像预处理，包括平滑、滤波、归一化、复原、增强等技术，提高图像的有用信息；采用多帧图像累加平均技术，提高系统测量目标/背景亮度对比值的信噪比；得到每个摄像机采集并处理后的图像后，利用图像拼接技术将多组图像无缝拼接在一起，获得超高分辨率、超大尺寸的高清图像，基于图像识别技术、激光雷达探测技术，再结合gis地理信息系统与gps，可获得监测区域内大气颗粒物的扩散趋势。
37.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。