[發明專利]多計數器并行計數脈沖激光測距方法及應用該方法的手持式脈沖激光測距儀

無效

• 申請號: 201110140794.8
• 申請日: 2011-05-26
• 公開（公告）號: CN102798865A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 付陸欣;李春富
• 申請（專利權）人: 付陸欣;李春富
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及手持式脈沖激光測距技術及應用該技術的手持式脈沖激光測距儀領域，具體來說是一種多計數器并行計數脈沖激光測距方法及應用該方法的手持式脈沖激光測距儀。

背景技術

附圖1所示為傳統手持式脈沖激光測距儀電路結構原理框圖。它的測距方法及結構如下：開始測距時，由測距控制器1’(俗稱MCU)通過激光管驅動電路2’發出測距脈沖，該激光管驅動電路2’發射出激光脈沖的同時還啟動高速計數器5’開始計數，此高速計數器5’的時鐘信號輸入端與一振蕩器9’連接，當發射出的激光脈沖照射到被測目標后，被反射回來進入光電接收電路3’，經過放大器8’放大后，在一個電壓比較器4’中與測距控制器設定的門限電壓進行比較，當回波信號強度高于門限電壓時，比較器輸出高電平，形成回波脈沖，該脈沖使高速計數器停止計數，計數器的計數值即為激光飛行時間，由此計算出被測目標的距離。

從中可以看出，如果門限電壓選擇過低，在回波信號返回之前，高于門限電壓的噪聲信號就會通過電壓比較器形成假的回波信號，造成測距結果的錯誤。而當提高門限電壓，使得噪聲信號低于門限電壓從而壓制噪聲，但是過高的門限電壓會使得較弱的回波信號無法通過。在相同條件下(包括環境、光學系統、接收放大系統等)，隨著距離的增加接收系統接收到的信號也會隨之降低，到達一定距離以后，測距儀就無法進行測距了，這就大大限制了測距儀的測程。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可降低回波信號的門限電壓進而增大測量距離、測距準確的多計數器并行計數脈沖激光測距方法及應用該方法的手持式脈沖激光測距儀。

本發明的發明目的是這樣實現的：本發明提供了一種多計數器并行計數脈沖激光測距方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

(a)、測距控制器發射第一個測距脈沖，同時啟動由測距控制器連接控制的若干個高速計數器，高速計數器開始計數并用以記錄發出測距脈沖到測距控制器收到回波信號的持續時間；

(b)、將測距接收到的回波信號與電壓比較器設定的門限電壓進行比較，若回波信號中的脈沖信號高于電壓比較器的門限電壓，則每一高于門電壓的脈沖信號驅使電壓比較器輸出相應的一個電平信號；

(c)、由回波信號中的脈沖信號驅使電壓比較器輸出的電平信號輸入到回波計數器，以記錄電壓比較器輸出電平信號的數量；

(d)、由回波計數器輸出相應的電信號，回波計數器輸出相應的電信號先由譯碼器進行譯碼，然后再由譯碼器輸出信號先后各自驅使步驟(a)的任意一個高速計數器停止計數；

(e)、直至沒有回波信號的脈沖輸入或者直至全部計數器都被驅使停止計數，測距控制器則根據回波計數器的計數值讀取高速計數器的計數值并存入到緩沖區中；

(f)、測距控制器重復發射若干個測距脈沖，每一個測距脈沖發射的同時將若干個高速計數器清零，每一個測距脈沖均重復上述步驟(b)、(c)、(d)及(e)；

(g)、測距控制器完成若干個測距脈沖的發射與接收工作后，根據緩沖區獲得的一系列計數值，通過數學統計方法提出被測目標距離的計數值，進而根據測距脈沖的傳播速度計算得出被測目標的距離值。

上述的多計數器并行計數脈沖激光測距方法，其作為技術方案的進一步改善，所述步驟(b)中測距接收到的回波信號先由信號放大器進行信號放大再輸送到電壓比較器，使得回波信號得以放大，便于后續程序對該信號的進一步分析使用。

同時，本發明還提供一種應用上述多計數器并行計數脈沖激光測距方法的手持式脈沖激光測距儀，它包括測距控制器、測距脈沖發射裝置及回波信號接收裝置，回波信號接收裝置的輸出端與電壓比較器的輸入端電連接，電壓比較器的電壓比較端與設置在測距控制器的門限電壓設定端電連接，其特征在于：它還包括有若干個高速計數器、回波計數器及譯碼器，若干個高速計數器的啟動端均與測距控制器電連接，電壓比較器的輸出端與回波計數器的輸入端電連接，回波計數器的輸出端均同時與若干個高速計數器、測距控制器的數據收集端及譯碼器的數據輸入端電連接，譯碼器的數據輸出端均與若干個高速計數器的停止信號輸入端電連接。

上述的應用多計數器并行計數脈沖激光測距方法的手持式脈沖激光測距儀，其作為技術方案的進一步改善，所述回波信號接收裝置的輸出端與電壓比較器的輸入端之間設有信號放大器，使得回波信號得以放大，便于后續程序對該信號的進一步分析使用。