技术摘要：
本发明涉及一种自动校准光轴的激光测距机系统，包括激光器、探测器、指示光源、光轴调整装置和光轴检测装置；光轴检测装置用于检测接收光路指示光的位置信息、发射光路激光光束的位置信息，获取位置信息的偏差值；光轴调整装置根据偏差值对发射光路和/或接收光路的光轴  全部
背景技术：
远距离激光测距系统以及激光雷达系统等，都是利用发射激光照射到目标表面， 采取大口径接收镜头收集反射回来的光信号，并且会聚在高灵敏度的APD光电探测器上，进 行光信号到电信号的转换，通过对发射和接收时间差的测量，进行测距、测速和目标的识别 等，在投入正式使用之前，通常会进行高精度的同轴度检测，目的是让发射光轴与接收光轴 保持高精度同轴，这也是激光测距系统以及激光雷达系统高精度的重要保障。 其中，对接收光轴和发射的光轴校准的方法，有激光打点法、CCD或其它光斑位置 检测器件；上述方法中都是需要在专门的光学实验室中进行，借助于特殊的外部光轴检测 辅助装置来校准，这使得整个检测要求操作人员专业性较强，且附加的辅助装置一般较大， 不便于野外或者实时检测，在实际工程应用上难以满足需求。 而基于上述问题，授权公告号为CN  102353950  B的中国发明专利“一种具有光轴 校准功能的激光雷达光学系统及光轴校准方法”，公开的具有光轴校准功能的激光雷达光 学系统，其是将具有校准功能的装置集成在激光雷达光学系统内部，不需要外部辅助装置 即可完成激光发射光轴、激光信号接收光轴、目标成像瞄准光轴的一致性校准；具体的：包 括激光发射镜、后向反射镜组，其中的激光发射镜安装在调整机构上，在接收光路的视场光 阑和中继镜组之间外侧设置照明光源，在进行光轴校准时，将后向反射镜组和照明光源移 动至光路中，分别打开照明光源和激光器，通过后向反射镜组将照明光源和激光器发出的 光束经分光镜反射至CCD相机中，获得接收光轴、激光光轴的光斑位置的图像，并调整激光 发射镜的位置，直至两光斑图像重合，光轴校准完成；但是，该专利存在如下问题： 1)对于后向反射镜组和照明光源，在移动过程中，由于振动、温度变化等原因，使 照明光源光路与实际接收光路是否完全重合并不能保证，这样就无法保证光轴校准的准确 性； 2)设置的后向反射镜组，无疑是增加了系统结构的复杂性以及成本； 3)在光轴校准时，后向反射镜组和照明光源需要分别设置移动机构，也会大大增 加系统的成本以及结构的复杂性。 4)由于CCD的像元尺寸限制，光斑位置检测精度最高能达到几个微米；而对于四象 限探测器，室内检测精度可以达到亚微米量级，装在系统中的检测装置接近室内环境。根据 θ＝Δx/f，θ为检测精度，Δx为光斑位置检测精度，f为前端聚焦镜头焦距；可见，相同角检 测精度下，CCD系统匹配的透镜组焦距是四象限所需光学镜头的10倍以上，这样必然导致系 统结构的复杂。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种自动校准光轴的激光测距机系统；用于解决现有技术中 3 CN 111580075 A 说　明　书 2/5 页 的带有光轴校准的激光测距机结构复杂，不是在线自动校轴，且在进行光轴校准时未能达 到真正闭环反馈，进而导致不准确的问题。 为实现上述目的，本发明的一种自动校准光轴的激光测距机系统的技术方案，包 括激光器、探测器、指示光源、光轴调整装置和光轴检测装置； 所述激光器用于发出激光光束，激光光束传输的路径形成发射光路； 所述探测器用于检测被测目标物体的回波光信号，其中回波光信号的传输路径形 成接收光路； 所述指示光源向光轴检测装置发出指示光； 所述光轴检测装置用于检测接收光路中的指示光的位置信息、发射光路中的激光 光束的位置信息，获取所述位置信息的偏差值； 所述光轴调整装置用于根据所述偏差值对发射光路和/或接收光路的光轴进行校 准； 还包括光纤耦合器，包括第一光纤端口、第二光纤端口和第三光纤端口； 所述第一光纤端口具有光出入口，光出入口位于接收光路的光轴上，用于接收回 波光信号，以使回波光信号沿接收光路输入第一光纤端口并在第一光纤端口及光纤耦合器 的光纤内全反射的向第二光纤端口传输，光出入口还用于射出所述指示光；第二光纤端口 连接探测器，使所述回波光信号进入探测器；第三光纤端口连接所述指示光源，用于接收指 示光源发出的指示光，使指示光在第三光纤端口及光纤耦合器的光纤内全反射的向第一光 纤端口传输，并从所述光出入口出射后沿接收光路的路径发射。 本发明的有益效果是：本发明的自动校准光轴的激光测距机系统，通过将指示光 源与接收光路上的探测器通过光纤耦合器接入一条光路中，无需指示光源的移动，指示光 光轴与接收光轴严格一致，这样能够提高发射光轴与接收光轴的准确性。 进一步的，所述接收光路中设有透镜装置，透镜装置的焦点处于接收光路的光轴 上，所述第一光纤端口的光出入口位于所述焦点，透镜装置用于使回波光信号聚焦到所述 光出入口，透镜装置还用于使指示光沿着与接收光路的光轴平行的方向发射。 进一步的，所述光轴检测装置，设置在所述发射光路的出射端。 本发明中的光轴检测装置设置在发射光路的出射端，能够直接获取发射光路和指 示光路的光信号，无需设置光束截止器，节省了整个系统的成本，简化了系统的结构。 进一步的，所述光轴检测装置包括四象限探测器，用于检测激光器发射的激光光 束的位置信息和/或指示光的位置信息。 进一步的，所述光轴检测装置还包括侧向位移棱镜，用于将激光光束和/或指示光 反射至四象限探测器。 进一步的，所述光轴调整装置包括调整机构和调整元件。 进一步的，所述调整元件为发射光路和/或接收光路上设置的反射镜。 进一步的，所述调整元件为发射光路上设置的激光器。 进一步的，还包括信号处理装置，信号处理装置的输入端连接所述光轴检测装置， 输出端控制连接所述调整机构。 4 CN 111580075 A 说　明　书 3/5 页 附图说明 图1是本发明的自动校准光轴的激光测距机系统的结构示意图； 附图标记：1-指示光源，2-探测器，3-光纤耦合器，4-光出入口，5-中继透镜，6-接 收系统，7-发射系统，8-激光器，9-快速反射镜，10-扩束镜组，11-第一反射镜，12-第二反射 镜，13-透镜组，14-侧向位移棱镜，15-聚焦透镜组，16-四象限探测器，17-光轴检测装置， 18-信号处理装置，19-信号采集模块，20-A/D转换模块，21-数据处理模块，22-输出模块， 23-控制系统，24-上位机。