[發明專利]一種激光測距設備及方法

有效

• 申請號: 201010191960.2
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN101865997A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 李成;陳金林;黃夢園;嚴光文;徐蕾
• 申請（專利權）人: 北京握奇數據系統有限公司
• 主分類號: G01S7/483
• 分類號: G01S7/483;G01S17/08
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及激光應用技術領域，特別涉及一種激光測距設備及方法。

背景技術

目前，激光測距通常采用相位法。相位法測距首先對光波進行調制，通常為正弦波調制，形成所謂的“光尺”。發出的光波到達被測目標并反射后，接收到的反射光波將與出射光波存在一定的相位差假定激光調制頻率為f，則光波在被測距離上往返一次所需的時間t為從而被測距離因此，通過電路測出相位差即可計算出所要測量的距離L。但是，中可能包含2πf的整數倍，即(N＝0，1，2，3......)，目前任何測量交變信號相位的方法都不能確定出相位的整周期數，只能測定不是2πf的尾數。由于整周期數不確定，故距離L就成為多值解而不能確定，這是相位法測距所必須解決的問題。

為了解決相位法測距中相位的整周期數的問題，可采用“多頻率尺”同時測量同一距離的方法，即對一次測量采用多個調制頻率。比如選取兩個調制頻率且兩者每個整周期所代表的距離分別為1m和100m，如果對50.351m的距離進行測量，兩次測得的值分別為0.351m和50.3m，其中，0.351m不足1m的尾數，50.3m不足100m的尾數，則把兩者的讀數組合起來的結果就得到被測距離50.351m。

可見，多頻率尺方案至少需要兩套不同頻率的調制信號，增加了調制電路、濾波電路的復雜性，也增加了系統的成本，而且，該技術方案需要測量兩次才可以得到高精度的測量值，測量過程比較復雜，也會增加因偶然因素帶來的誤差。

發明內容

本發明實施例提供一種激光測距設備和方法，用以并減少激光測距設備的復雜性，以及提高激光測距的效率。

本發明實施例提供一種激光測距的的設備，包括：

發射單元，用于產生調制激光和第一參考信號，當接收到主控單元發送的發射指令時，向被測物體發射所述調制激光，同時向參考單元發送所述第一參考信號；

參考單元，用于將接收的第一參考信號與該參考單元存儲的第一背景信號進行比較，得到含有所述第一參考信號到達所述參考單元時刻信息的第一信號，并將所述第一信號發送給測量單元；

接收單元，用于將所述被測物體反射的調制激光轉換為第一測量信號，將所述第一測量信號與該接收單元存儲的第二背景信號進行比較，得到含有所述反射的調制激光到達所述接收單元時刻信息的第二信號，并將所述第二信號發送給測量單元；

測量單元，用于根據所述第一信號和所述第二信號獲得激光飛行時間，并將所述激光飛行時間發送給主控單元；

主控單元，用于向發射單元發送發射指令，并根據所述激光飛行時間，獲得與被測物體之間的第一距離。

本發明實施例提供一種激光測距的方法，包括：

發射單元產生調制激光以及第一參考信號，并當接收到主控單元發送的發射指令時，向被測物體發射所述調制激光，同時向參考單元發送所述第一參考信號；

所述參考單元將所述第一參考信號與存儲的第一背景信號進行比較，得到含有所述第一參考信號到達所述參考單元時刻信息的第一信號，并將所述第一信號發送給測量單元；

接收單元將所述被測物體反射的調制激光轉換為第一測量信號，將所述第一測量信號與存儲的第二背景信號進行比較，得到含有所述反射的調制激光到達所述接收單元時刻信息的第二信號，并將所述第二信號發送給測量單元；

測量單元根據所述第一信號和所述第二信號獲得激光飛行時間，并將所述激光飛行時間發送給主控單元；

所述主控單元根據所述激光飛行時間，獲得與被測物體之間的第一距。

本發明實施例中，激光測距設備產生調制激光并向被測物體發射所述調制激光，以及同時產第一參考信號，這樣，第一參考信號通過參考單元后，獲得含有第一參考信號到達所述參考單元時刻信息的第一信號，調制激光經被測物體發射后返回調制激光，并通過接收單元后，獲得含有所述發射的調制激光到達所述接收單元時刻的第二信號信息，根據第一信號以及第二信號，獲得激光飛行時間，并根據所述激光飛行時間，以及光速，獲得與被測物體之間的第一距離。這樣，只需要一套頻率的激光光波，即只需要一套調制電路，濾波電路，從而，大簡化了激光測距設備，減少了系統的成本。并且，只需要發射一次激光測量信號，就可以獲得激光飛行時間，得到確定的結果，實現對任意長度的距離進行測量，這樣，極大地提高激光測距的效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例一中激光測距設備的結構圖；

圖2為本發明實施例二中激光測距設備的結構圖；

圖3為本發明實施例三中激光測距設備的結構圖；

圖4為本發明實施例四中激光測距設備的結構圖；