[發明專利]距離量測方法及系統

無效

• 申請號: 201110281654.2
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN103018745A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 周明宏;謝青峰
• 申請（專利權）人: 亞旭電子科技(江蘇)有限公司;亞旭電腦股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 上海宏威知識產權代理有限公司 31250
• 代理人: 金利琴

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技術領域

本發明關于一種距離量測方法及系統，更特別的是關于一種較精確的距離量測方法及系統。

背景技術

距離量測方法及系統通常分為光信號的收發及時間量測兩部分，再利用光速率值及取得的時間值進行距離運算，以取得與待測物間的距離值。時間的量測是用于量測光信號往返待測物時所經過的時間，基于該時間及光速率值即可估算出距離值，而時間量測則通常是利用一基礎頻率信號(或定義為已知的時間)來換算出光信號于收發之間所經過的時間。

時間量測法是利用該光信號于收與發之間時，該基礎頻率信號的周期次數及該基礎頻率信號的默認頻率值來取得時間值的，而取得該基礎頻率信號的周期次數的精準度就影響著所取得的時間值的準確度。

取得該基礎頻率信號周期次數的作法一般是利用計數法來進行，于一閘門時間也就是光信號的收與發的時間并對閘門時間內的基礎頻率信號進行周期數量的計數。然而，由于閘門時間內的基礎頻率信號的周期數量通常不會是整數值，因此，此種方式容易在閘門時間的開始與結束處造成誤差，例如：少計數半個周期數或多計數半個周期數等。

發明內容

本發明的一目的在于提高距離量測過程中的指令周期及量測的準確性。

本發明的另一目的在于減少電路占用面積及減少功耗。

為達上述目的及其他目的，本發明提出一種距離量測方法，其利用光信號的光速率值及時間量測法所取得的該光信號往返的時間值，進行與待測物間的距離運算，其特征在于該時間量測法包含：提供一參考信號；基于該參考信號產生具相同頻率的多個相位移信號，該等相位移信號間系間隔一固定相位；設定一頻率屏蔽，其系起始于發射該光信號時的一發射信號，終止于接收到反射的該光信號的一接收信號；在該頻率屏蔽的起始時序點至該參考信號發生第一觸發狀態的時間區間內，計數該等相位移信號發生第二觸發狀態的次數Nd1；在該頻率屏蔽的時間區間內，基于該第一觸發狀態，計數該參考信號發生的周期次數Nb；在該頻率屏蔽的終止時序點至該參考信號發生第一觸發狀態的時間區間內，計數該等相位移信號發生第二觸發狀態的次數Nd2；及依后式取得該光信號往返之時間值t，t＝(Nb/Fb)＋[Nd1/(Fb/M)]－[Nd2/(Fb/M)]，其中，Fb為該參考信號之頻率，M為該等相位移信號的個數，M≧2。

為達上述目的及其他目的，本發明提出一種距離量測系統，其包含：一光信號產生單元，其用于發射一光信號及接收自一待測物反射的該光信號，并基于該光信號的發射與接收對應產生一發射信號及一接收信號；一信號輸入端，其用于接收該發射信號及該接收信號；一距離量測器，其連接該信號輸入端以接收該發射信號及該接收信號，以及用于產生頻率值為Fb的一參考信號，并基于該參考信號產生具相同頻率且彼此互相間隔一固定相位的M個相位移信號，以及用于產生起始于該發射信號且終止于該接收信號的一頻率屏蔽，以及用于在該頻率屏蔽的起始時序點至該參考信號發生第一觸發狀態的時間區間內計數該等相位移信號發生第二觸發狀態的次數Nd1，以及用于在該頻率屏蔽的時間區間內基于該第一觸發狀態計數該參考信號發生的周期次數Nb，以及用于在該頻率屏蔽之終止時序點至該參考信號發生第一觸發狀態的時間區間內計數該等相位移信號發生第二觸發狀態的次數Nd2，以及用于輸出該等數值Fb、M、Nb、Nd1、及Nd2；及一運算裝置，其連接該距離量測器，用于接收該等數值并依下式進行運算以取得該光信號往返該待測物的時間值t，以及用于根據該時間值t及光速率值c(3×10^8?m/s)進行與待測物間的距離運算，t＝(Nb/Fb)＋[Nd1/(Fb/M)]－[Nd2/(Fb/M)]，其中，M≧2。

在一實施例中，該距離量測器包含：一基頻產生單元，其用于產生一基頻信號；一倍頻單元，其連接該基頻產生單元，用于將該基頻信號倍頻為該參考信號；及一可編程門陣列，其連接該信號輸入端以接收該發射信號及該接收信號，以及連接該倍頻單元以接收該參考信號，以及用于產生該等數值M、Nb、Nd1、及Nd2并輸出該等數值Fb、M、Nb、Nd1、及Nd2。

在一實施例中，該運算裝置可為一控制單元及一計算機裝置的二者中的其中之一。

在一實施例中，該第一觸發狀態可為上緣觸發狀態及下緣觸發狀態的二者中的其中之一；該第二觸發狀態可為上緣觸發狀態及下緣觸發狀態的二者中的其中之一。

在一實施例中，所產生的該等相位移信號的個數可為4個或8個。

在一實施例中，該參考信號的頻率Fb可直接被取代為一默認值。