基于拓扑优化的激光雷达光路结构设计方法

Abstract

激光雷达的光路设计会直接影响回波信号在透射或反射过程中的衰减情况，进而影响雷达的性能。为了提高激光雷达光路整体结构的紧凑性，减小重量并保证刚度与强度，在设计过程中对激光雷达光路结构进行拓扑参数优化设计。通过定义激光发射模块和光学接收模块的设计域、设计载荷、约束和边界条件，采用固体各向同性材料惩罚（SIMP）插值法建立模型，求解分析光路结构函数和灵敏度，使用序列二次规划（SQP）优化算法进行光路设计变量的迭代更新，从而提高光路整体结构的稳定性，达到性能优化、结构紧凑的目标。