一种激光雷达自动采集和防护的方法

摘要

本发明公开了一种激光雷达自动采集和防护的方法，为激光雷达系统配备带串口控制的UPS电源，该方法将激光雷达采集程序设置为三个线程，线程1完成激光雷达数据采集，线程2完成基于UPS电源的激光雷达系统自动防护，线程3完成数据绘图和人机交互。本发明能够解决激光雷达系统的自动防护问题，尤其是突然断电的情况下，避免激光器电源免受过大电流的冲击而造成的损坏，在激光雷达出现故障时，自动生成激光雷达故障日志，为维护人员提供数据支持。

主权项

一种激光雷达自动采集和防护的方法，其特征在于：首先配备UPS电源的激光雷达系统，所述配备UPS电源的激光雷达系统包括以下装置：UPS电源、主控计算机、激光电源、激光器、扩束镜、直角反射棱镜、天窗玻璃、45°反射镜、接收光学系统、后继光学系统、光电倍增管A、光电倍增管B、光电倍增管C、数据采集系统；所述配备UPS电源的激光雷达系统安装在一个封闭式箱体内；在主控计算机中运行系统采集和自动防护模块，系统采集和自动防护模块设置为三个线程，线程1完成激光雷达数据采集，线程2完成基于UPS电源的系统自动防护，线程3完成数据绘图和人机交互；实现步骤如下：(1)将配备UPS电源的激光雷达系统接入220v外接电源，在220v外接电源输入正常时，UPS电源自动完成充电并初始化，所述UPS电源采用在线式架构、正弦波输出，所选用的UPS电源可以解决市电高压、市电低压、电压瞬态跌落、电压波动、浪涌电压电源问题，在断电情况下，能维持5～10分钟的正常输出，提供RS‑232串口，通过RS‑232串口对UPS电源控制；UPS初始化完成后自动为主控计算机供电，主控计算机开启并完成工作配置参数设置，自动启动系统采集和自动防护模块，线程1，线程2，线程3启动；(2)线程1首先完成采集初始化，所述采集初始化完成对数据过滤器、配备UPS电源的激光雷达放置的地点、高度、经纬度、水平角、俯仰角、采样脉冲数、激光器频率信息的记录，同时完成光电倍增管A、光电倍增管B、光电倍增管C高压、数据采集系统的采样长度、采集空间分辨率、采样最大电压的设置；线程1在完成采集初始化后，判断激光器水温、倍频晶体温度是否达标，若没有达标，则激光电源加热或制冷，直到激光器水温、倍频晶体温度达标为止；激光器水温、倍频晶体温度达标后，主控计算机通过串口发送激光器出光命令，判断激光器是否出光，若激光器没有响应串口命令出光，则说明激光器发生故障，这时自动生成故障日志，为后期维护人员提供数据支持，完成故障日志的记录后，关闭激光器，激光器关闭后，关闭主控计算机，若激光器响应串口命令出光，主控计算机发送工作命令传输至数据采集系统；数据采集系统响应命令开始工作，并同时开始激光脉冲数的计数，判断累加脉冲数是否达到预设脉冲数，若累加脉冲数没有达到预设脉冲数，则数据采集系统继续采集，并且激光脉冲数继续累加，直到累加脉冲数达到预设脉冲数为止，数据采集系统停止工作，激光脉冲数停止累加计数；数据采集系统停止工作后，关闭激光器；判断等待时间是否达到预设时间，若等待时间没有达到预设时间，继续计数等待时间，直到等待时间达到预设时间为止；等待时间达到预设时间后，主控计算机重新通过串口发送激光器出光命令，从而开始另一个采集循环过程；(3)线程2完成基于UPS电源的激光雷达系统自动防护，主控计算机通过UPS电源不间断监测外接电源的输入状态，若外接电源的输入状态正常，则线程1正常运行；若外接电源的输入状态出现异常，为了防备外接电源的输入状态只是短暂的异常，或者只是外接电源的电压波动造成的，因此，在检查发现外接电源状态异常的情况下，等待1～2分钟后再次检查外接电源状态是否正常，若外接电源输入状态正常，则线程1仍正常工作，若外接电源输入状态仍然异常，则关闭激光器，并预设3‑5分钟后关闭UPS电源，在关闭激光器后，关闭主控计算机，UPS电源会在3‑5分钟后关闭；(4)线程3完成数据绘图和人机交互，所述数据绘图即将线程1中通过数据采集系统采集得到的数据进行绘图实时显示，以便用户实时了解大气参数的变化特征；所述人机交互，即可以在线程1、线程2并行运行中，通过更改预设激光脉冲数、等待时间脉冲数参数对线程1数据采集过程进行干预，并可终止线程1、线程2，停止系统采集和自动防护模块工作。