在成像激光雷达的硬件方便，国内一些研究单位对非扫描成像激光雷达的研究有了一定 成果，但相比国外仍有相当的差距。目前国内的成像激光雷达多数仍采用扫描成像的方式， 而在二元光学方面没有突破性的发展。[3]二维扫描技术在基于扫描成像的激光雷达硬件中占 有举足轻重的地位，其主要工作原理是将激光器发射出的激光束进行有规律的偏转，从而通 过扫描获得物体表面的图像。扫描成像激光雷达的扫描方式主要有机械扫描，声光扫描，电 光扫描和二元光学扫描等，[4]由于机械转镜扫描有大视场角的优点，适合自动驾驶的需求， 所以本文将对该种扫描方式进行重点研究。75289

目前应用于成像激光雷达的机械扫描方式主要有振镜扫描，转镜扫描，卵形扫描。

1986 年，美国 Xerox 公司 Harry P。Brueggemann 等人在其申请的专利中提出了转镜扫描系 统，1993 年 C。V。Bogs 提出用转镜实现高速摄影的方案[5]，从此以后，各种类型的光学转镜在 许多领域得到广泛的应用。

旋转多面镜扫描是一种常见的机械扫描方式，而多种扫描方式相结合也逐渐成为了激光 成像雷达扫描的重点研究方向[6]。

中国海洋大学的张冰介绍了一些应用案列。[7]法国CNRS(科学研究院)的测风激光雷达使 用的是整个发射与接收系统三维转动。英国皇家信息与雷达研究院的地基CWCO2相干多普勒 测速仪利用旋转扫描镜以固定仰角旋转圆锥扫描测量风的垂直和水平速度分量。CTI为美国海 军研制的TODWL相干多普勒测风雷达，使用双轴扫描系统。一个完整的圆锥扫描要15s[8]。 该系统精度高，但是由于实时性不够强，所以难以应用在车载雷达上。论文网

罗远提出了一种基于声光扫描技术实现三维激光扫描的雷达系统[9]。利用两个垂直的声 光扫描器件，可以实现220pixel ×220pixel，帧频为2的三维图像。该系统不存在机械结构， 稳定性强，但是实现相对复杂，视场角较小。

谢机有提出了一种多面转镜与平面振镜相结合的高分辨率激光扫描方案[10]，可以实现二 维机械扫描，并且可以通过改变转镜的面数来增大或缩小视场角。

参 考 文 献

[1] 罗远, 贺岩, 胡善江, 等。 基于声光扫描的三维视频激光雷达技术[J]。 中国激光, 2014(8):21-27。

[2]刘美莲, 李科杰, 姚光明,等。 基于转镜的激光触发系统设计[J]。 应用光学, 2011, 32(6):1116-1120。

[3]屠大维。 激光二维光机扫描系统设计[J]。 光学技术, 1998(5)。

[4]钱永铭。 激光扫描技术的新进展[J]。 激光与光电子学进展, 1983, 20(1)。

[5]刘晓彦, 关旭东, 孙卫,等。 数字微镜器件及其应用[J]。 光电子技术, 1998(2):98-103。 [6]张冰。 小型激光雷达扫描转镜设计与研制。 中国海洋大学。 2012年6月

[7]董斌。 用于成像激光雷达的线扫描振镜关键技术研究[D]。 国防科学技术大学, 2011。 [8]谢机有。 用于成像激光雷达的转镜扫描关键技术研究[D]。 国防科学技术大学, 2011。 [9]吴常津。 转镜扫描的光学原理[J]。 真空电子技术, 1993(6)。

[10]高艺, 高志良。 转镜式激光扫描器的误差测试及研究[C]// 吉林省第五届科学技术学术 年会。 2008。

[11]董利军。 高分辨率激光三维成像雷达技术研究[D]。 中国科学院大学, 2012。[12]庞博。 高速机车轨道障碍物激光扫描探测系统技术研究。 天津大学。 2010年6月

[12]贺嘉。 激光雷达高速扫描系统原理及设计[D]。 西安电子科技大学, 2009。 [13]赵改娜。 激光扫描光学系统的研究[D]。 长春理工大学, 2006。 [14]姜燕冰。 面阵成像三维激光雷达[D]。 浙江大学, 2009。