Para melhorar a faixa dinâmica da medição de distância por lidar de varredura de alta velocidade e resolver o problema de desvio do alvo na medição de alvos distantes, propõe-se um método de desvio do detector fora do plano focal. Estuda-se o fenômeno do desvio do eco em longa distância, o princípio da ação do desvio do detector na direção radial e axial no plano focal, e a distribuição espacial da energia da mancha de eco próxima ao plano focal. De acordo com a distância do alvo, a velocidade de rotação da linha de varredura a laser, a distância focal e a quantidade de desfocagem, analisam-se o ângulo de desvio radial do centro da mancha de eco em relação ao eixo óptico e a quantidade de desvio radial. Quando varia a posição relativa entre o plano da imagem do eco, o plano focal do sistema óptico e a superfície do detector, analisa-se a regra de variação do tamanho da mancha de eco na superfície do detector. Considerando a distribuição de energia do feixe laser gaussiano, a abertura do sistema óptico, a difração e a desfocagem, analisa-se a distribuição de energia da mancha de eco no plano do detector e a taxa de captura de luz na superfície do detector. Finalmente, mediante simulação numérica e testes práticos, verifica-se a variação da taxa de captura de luz do detector para ecos em diferentes distâncias após desvio do plano focal. Os resultados experimentais mostram que, sob varredura com espelho piramidal a 75 Hz, a distância máxima do alvo detectável aumenta de aproximadamente 800 m para cerca de 1.300 m ao ajustar o desvio radial; ajustando o desvio axial, mantendo a taxa de captura de luz do eco distante praticamente constante, a taxa de captura para alvo a 5 m pode ser reduzida em cerca de 70%. Este método resolve basicamente o problema de desvio do eco em longa distância e melhora a faixa dinâmica da medição.

lidar;faixa dinâmica;desvio;desfocagem