[發明專利]一種無掃描激光探測回波信號的接收方法及裝置

無效

• 申請號: 200910082112.5
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN101533097A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 張珂殊;龔強;李芳菲
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/89;G01D5/26
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙鎮勇

技術領域

本發明屬于一種目標測距方法及裝置，尤其指一種無掃描激光探測回波信號的接收方法及裝置。

背景技術

從上世紀90年代，無掃描三維成像系統逐步成為了人們研究的熱點，它根據激光相位測距原理，使用一定發散角、強度調制的激光束照射待測區域，通過對回波信號進行相位提取獲得距離值重建目標圖像，具有價格低、重量輕、結構緊湊、可靠性高、成像速度快、分辨率高等優點，因此成為三維信息獲取技術的重要發展方向。

對于單相位疊加信號，回波信號的相位值可以通過計算得到，但是在目標距離未知的情況下，如何判斷相位的真實位置存在困難。例如，假設余弦值為1/2，那么根據反余弦取值范圍可知對應相位為π/3，但是在這里相位取值范圍在0~2π之間，這將還出現一個值5π/3，因此在距離與相位差的關系r=cφ2w]]>中，將產生鑒相誤差。

為了獲得準確的相位信息，在這種成像方式中，通過使用多次回波與不同相位的調制信號的疊加實現鑒相。目前廣泛應用的單個光電傳感器對回波疊加信號進行三個間隔正交相位的曝光。

上述方法盡管可以解決這種距離的不確定性問題，但卻存在以下問題：

1、曝光時間增加了至少三倍，如果假設一次曝光時間為一個nT，那么總的曝光時間顯而易見為Tsum＝3nT，這將不能滿足快速獲取目標的要求。

2、如果成像裝置安裝在移動平臺上將引起像移誤差。圖1為產生像移偏差的示意圖，在三次曝光時間點載有探測裝置的移動平臺移動了圖中三個位置，由于無掃描三維成像系統的特性，視場范圍也勢必相應進行移動，這就改變了探測對象造成了像移偏差。

發明內容

鑒于上述現有技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種無掃描激光探測回波信號的接收方法及裝置，可以縮減了信號采樣時間，并且避免像移偏差。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種無掃描激光探測回波信號的接收方法，包括：

向目標發射探測信號；

將探測獲得的目標回波信號進行分光處理分為多個子信號；

對分光處理后的多個子信號在相應的多個傳感器上進行曝光，曝光后得到相應的多個電信號；

對所述多個電信號進行分析計算，得到目標的距離值。

一種無掃描激光探測回波信號的接收裝置，所述裝置包括：

回波探測單元，用于探測目標回波信號，根據探測到的目標回波信號控制曝光觸發單元；

分光單元，用于將目標回波信號進行分光處理分為多個子信號；

傳感器單元，用于對分光處理后的多個子信號進行曝光；

曝光觸發單元，用于觸發所述傳感器單元對多個子信號進行曝光；

信號處理單元，用于對所述傳感器單元曝光后的信號，進行采集、檢測和計算。

由上述本發明的技術方案可以看出，本發明將目標回波信號分為多個相位相同的子信號，然后通過同步觸發曝光獲得多個具有固定相位延遲的回波信號，根據多個曝光后的回波信號計算目標的距離。本發明縮減了信號采樣時間，并且避免像移偏差。本發明適用于在靜態平臺進行快速曝光測量的情況，也適用于在移動平臺進行測量的情況。

附圖說明

圖1為產生像移偏差的示意圖；

圖2為本發明的一種無掃描激光探測回波信號的接收方法的流程圖；

圖3為本發明的一種無掃描激光探測回波信號的接收裝置的方框圖；

圖4為本發明的一種無掃描激光探測回波信號的接收裝置的示意圖。

具體實施方式

無掃描激光探測的目標回波信號進入本發明接收裝置前先進行準直處理，本發明使用了多個分光鏡將同一視場的目標回波信號分成多個子信號，每個子信號除強度上的差異外含有完全相同的目標相位信息。通過回波探測模塊探測目標回波信號，并根據探測到的回波信號控制曝光觸發單元，曝光觸發單元觸發所述傳感器單元對多個子信號進行固定觸發時間間隔的同步曝光，子信號曝光后轉化為電信號，信號處理單元曝光后的電信號進行分析計算，得出目標的距離值。

為便于理解，下面將結合附圖對本發明實施例的實現過程進行說明。

如圖2所示，相應的目標回波信號的接收過程可以包括：

步驟1，向目標發射探測信號，探測信號經過信號強度調制；