激光主动探测系统二维均匀扫描设计.pdf

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1、第33卷第5期光学仪器V01．33。No．52011年10月OPTICALINSTRUMENTSOctober，2011文章编号：1005—5630(2011)05一0090—04激光主动探测系统二维均匀扫描设计刘国平1’2，周斌1’3，刘秉琦(1．军械工程学院光学与电子工程系，河北石家庄050003；2．海南省军区装备部，海南海口570236；3．中国人民解放军71192部队，山东文登264400)*摘要：二维扫描振镜是激光主动探测系统实现一定视场范围内扫描探测的重要部件。针对振镜非均匀扫描的缺陷，讨论了二维扫描振镜的工作原理，分析

2、了扫描激光光斑全覆盖条件，推导了等间距扫描量与驱动信号之间的关系式，结合单片机控制电路，给出了均匀扫描的软件实现方法，并对实现均匀扫描的电路进行了时序分析。该方法过程简单，激光光斑的均匀采样易于实现，可有效提高激光主动探测系统的探测效率。关键词：激光主动探测；振镜；均匀扫描中图分类号：TN249文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-5630．2011．05．019Designoftwo-dimensionaluniformscanningforactivelaserdetectionsystemLIUGuopi

3、n91”，ZHOUBinl”，LIUBingqil(1．DepartmentofOpticalandElectronicEngineering，OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhnang050003，China；2．EquipmentDepartmentoftheHainanProvincialMilitaryRegion，Haikou570236，China；3．Unit71192。People’sLiberationArmy，Wendeng264400，China)Abstract：Two-di

4、mensionslgalvanometricscanneriSanimportantdeviceusedinactivelaserdetectionsystemtorealizedthescanofacertainviewfield．Aimingatthedefectofgalvanometricscanner’Snon-uniformscanning，theprincipleoftwo-dimensionalgalvanometricscanneriSdiscussed．thefull—coverconditionoflasersp

5、otsiSanalyzedandtheformulabetweenuniformspaceanddrivingsignalisdeduced．Thesoftwareimplementationofuniformscanningispresentedwithcontrolcircuitofsingle-chipandthetime-seriesofscanningcircuitisanalyzed．Thismethodcanbeusefulforimprovingdetectingefficiencyofactivelaserdetec

6、tionsystemforitssimpleprocessandeasyrealizationoflaserspots’uniformsampling．Keywords：active1aserdetection；galvanometricscanner；uniformscanning引言激光主动探测是利用绝大多数光电装备所具有的“猫眼”效应而进行的一种有效探测技术[1-zl。激光主动探测系统主要由激光器、共轴发射接收光学系统、二维扫描振镜系统、信息处理系统等部分组成。其中振镜扫描系统在电机的驱动下实现一定视场空间范围内的扫描，由于振镜

7、以等角速度偏转，导致在扫。收稿日期：2011-06—01作者简介：刘国平(1979一)，男，湖南常德人，硕士研究生，主要从事智能光电检测方面的研究。第5期刘国平，等：激光主动探测系统二维均匀扫描设计·91·描区域上激光光斑(或采样光斑)的不均匀分布。同时，采样光斑的密集程度直接影响激光主动探测的性能：采样光斑过疏将导致漏采，采样光斑过密将降低探测效率，因此实现均匀扫描对于进一步提高激光主动探测系统的探测性能有着重要意义。现针对振镜非均匀扫描的缺陷，利用推导的扫描激光光斑的全覆盖条件和均匀扫描与驱动电压信号的关系式，结合基于单片机的控制

8、电路，实现了激光光斑的均匀采样分布。l二维扫描振镜工作原理如图1所示，振镜扫描系统主要由两个反射镜及驱动电机组成，反射镜可分别沿着X、y轴扫描，计算机控制反射镜的反射角度，实现激光柬的偏转，使具有一定功率密度的激光光斑在