可变远距离荧光激光雷达系统的设计

为了实现对农作物生长状况的监测,结合荧光激光雷达技术的发展趋势,采用了激光诱导荧光技术,搭建了一套适用于农作物监测的荧光激光雷达系统。此系统为了提高系统稳定性及简化系统结构,将激光发射系统与接收光学系统合二为一,通过调节负透镜到卡塞格林系统的位置,可对远距离物体进行激光发射及信号接收。同时为了提高系统稳定性,提出了一种激光雷达系统同轴的校正方法和装置,通过在接收光学系统中加入与视场匹配的二维可调光阑,实现在距离变化场景下的焦距调节难题,增强接收目标信号的探测能力。本研究对荧光激光雷达系统的整体进行搭建并进行同轴性装调,并对叶片的荧光光谱进行测量验证,分别在80 m,100 m,150 m处检测到了叶片主要的荧光特征峰。实验证明,通过同轴性装调之后,获取的荧光信号质量好,系统稳定,在农作物距离变化之后,通过调节系统可直接实现不同距离样品高信噪比荧光测量,为荧光激光雷达系统在农业作物检测方面提供理论和技术支持。