非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置的制作方法

本发明属于光学探测领域，特别是一种非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置。

背景技术：

红外与激光复合探测技术是一种光学多模探测手段，使用了红外被动探测和激光主动测距两种方式，实现红外发现识别空间目标，使用脉冲激光测距技术实现对目标的距离探测。融合红外和激光的探测数据结果，获取目标相对系统的方位和信息。该技术可以用对远距离运动目标的探测识别，获取丰富的目标探测信息，为未来发展空间载荷的红外与激光复合探测技术进行前期的探索性研究。

现有的周向扫描探测体制通常采用单一的激光扫描体制或激光与磁复合探测体制，如论文:徐孝彬,张合,张祥金,等.激光周向探测小型化发射技术[j].光子学报,2016,45(3):22-27.采用激光周向扫描探测装置，可获取高精度的目标方位与距离信息；如论文:冯颖.常规弹药引信脉冲激光与磁复合近程方位探测系统关键技术研究[d].南京理工大学,2011.采用激光与磁复合探测技术，可在获取高精度的目标方位与距离信息的基础上区分金属与非金属，但以上两种常用的周向扫描探测体制无法对红外目标与非红外目标加以判别。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置，以解决传统单一体制和固定方向的探测方式所存在的精度不足、体积较大和存在探测盲区等问题

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置，包括第一固定座、第二固定座、第三固定座、激光发射系统、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、旋转电机、半透镜、激光接收系统、红外探测器；

所述第二固定座位于第一固定座和第三固定座的之间；所述第一固定座、第二固定座、第三固定座的中间均设有通孔，且三者的通孔同轴；所述第一固定座、第二固定座之间设有环形的激光发射光路；所述第二固定座和第三固定座之间设有环形的激光接收光路；激光发射光路和激光接收光路相互平行；所述激光发射系统设置在第一固定座的一端，所述第一反射镜设置在第一固定座一端的通孔内；

所述旋转电机固定在第二固定座的通孔内；所述第二反射镜与旋转电机一端的旋转轴固连，且第二反射镜位于激光发射光路处；所述第三反射镜与旋转电机另一端的旋转轴固连，且第三反射镜位于激光接收光路处；

所述半透镜固定在第三固定座的另一端；所述激光接收系统和红外探测器均固定在第三固定座上所述红外探测器的红外接收光路平行于第三固定座的通孔轴线。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明的红外探测器采用非制冷红外探测器，非制冷红外探测器体积小，可有效降低整个探测装置的整体体积与成本。

(2)本发明的探测装置采用非制冷红外与激光探测相结合，相比于传统单一的探测方式在探测精度和距离方面具有更好的优势，可靠性更高。

(3)本发明采用环形的发射光路和接收光路，可实现周向360°扫描，提高了目标捕获率。

(4)本发明采用激光与红外接收共视场方式，减小了装置的体积，提高了系统的空间利用率。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置的总体结构示意图。

图2为本发明非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置工作原理图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1，本发明的一种非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置，包括第一固定座1、第二固定座2、第三固定座3、激光发射系统4、第一反射镜5、第二反射镜6、第三反射镜7、旋转电机8、半透镜9、激光接收系统10、红外探测器11；

所述第二固定座位于第一固定座和第三固定座的之间；所述第一固定座1、第二固定座2、第三固定座3的中间均设有通孔，且三者的通孔同轴；所述第一固定座1、第二固定座2之间设有环形间隙，作为激光发射光路1-2；所述第二固定座2和第三固定座之间设有环形间隙，作为激光接收光路2-3，同时作为红外接收光路；激光发射光路1-2和激光接收光路2-3相互平行；所述激光发射系统4设置在第一固定座1的一端，所述第一反射镜5设置在第一固定座1一端的通孔内，第一反射镜5的反射面与第一固定座1的通孔轴向夹角为45°；所述激光发射系统4的发射光路与第一反射镜5的反射面夹角为45°；

所述旋转电机8固定在第二固定座2的通孔内；所述第二反射镜6与旋转电机8一端的旋转轴固连，且第二反射镜6位于激光发射光路1-2处，用于将第一反射镜5反射过来的激光从激光发射光路1-2反射出去，以发射到目标物体上；

所述第三反射镜7与旋转电机8另一端的旋转轴固连，且第三反射镜7位于激光接收光路2-3处，用于接收目标反射的激光信号反射给半透镜9以及目标本身的红外信号发射给红外探测器11；

所述半透镜9固定在第三固定座3的另一端；半透镜9的反射平面与第三固定座3的通孔轴线夹角为45°；所述激光接收系统10和红外探测器11均固定在第三固定座3上，且激光接收系统的接收光路与半透镜8的反射平面的夹角为45°；所述红外探测器11的红外接收光路平行于第三固定座3的通孔轴线。

进一步的，为了加强第一固定座1、第二固定座2、第三固定座3之间的安装强度，第一固定座1、第二固定座2、第三固定座3之间通过加强筋12串连，优选的，所述加强筋至少为2个，对称设置在第一固定座1、第二固定座2、第三固定座3之间。

进一步的，为了将第一固定座1、第二固定座2、第三固定座3与外部固定，且便于将第一固定座1和第三固定座3两端的通孔密封，整个探测装置在第一固定座1、第二固定座2、第三固定座3串连后，第一固定座1和第三固定座3的两端分别固连有一个端盖13。

进一步的，所述激光发射光路1-2和激光接收光路2-3上均设有玻璃或透明塑料制成的光学窗口14，以对光路进行密封，防止内部的反射镜及激光发射系统4、激光接收系统10受到污染。

进一步的，所述红外探测器11为非制冷型红外探测器，具体涉及一种碲镉汞红外探测器。

实施例

本实施例的一种非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置，可用于无人机防撞系统、道路流量检测系统、工业生产线检测以及汽车自主巡航系统等。

本实施例以激光从第一反射镜5发射出去和激光从第三反射镜7接收光路与轴向夹角均为60°作为特殊角，来设置第一固定座1、第二固定座2、第三固定座3之间的环形间隙，其他情况也可根据使用环境的特殊性采用其他角度。

为了使第一反射镜5发射出去和激光从第三反射镜7接收光路与轴向夹角均为60°，所述第一固定座1为圆锥体，第二固定座2为v型旋转体，第三固定座3为内椎体，三者周向半径相同；第一固定座1圆锥体的锥角为120°，第二固定座2截面的v型夹角为120°，第三固定座3靠近第二固定座截面锥角为120°，使得激光发射光路1-2/激光接收光路2-3与轴向夹角均为60°。

结合图2，本发明的非制冷红外与激光复合周向扫描探测装置可应用于无人机。无人机内置电源为探测装置提供工作动力，当无人机升空后，探测装置开始工作，激光发射系统4开始发射脉冲激光，旋转电机8以每分钟五万转的速度高速旋转，周向旋转扫描探测功能，激光接收系统10和非制冷红外探测器11同时开始工作，接收无人机四周传来的脉冲激光信号和红外信号，当激光探测系统4接收到脉冲激光信号同时红外探测器11接收到红外信号时，系统判断出该目标的典型特性，并将目标方位和距离信息传递给无人机中控系统，为无人机的防撞规避动作提供依据。