[發明專利]一種脈沖激光測距儀的測距方法

無效

• 申請號: 201210114214.2
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102621540A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 紀榮祎;趙長明;陳國;李鯤
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S7/483
• 分類號: G01S7/483;G01S17/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;高燕燕

1.一種脈沖激光測距儀的測距方法，其特征在于，脈沖激光測距儀包括脈沖激光器、光電探測器、放大器、雙路比較器、時間數字轉換器TDC、測量控制模塊；其中光電探測器與放大器相連，放大器輸出端與雙路比較器的兩個正向輸入端相連，在雙路比較器的兩個負向輸入端分別輸入兩個不同的鑒別閾值電平，雙路比較器的輸出端與時間數字轉換器TDC相連，測量控制模塊與時間數字轉換器TDC、脈沖激光器分別相連；在測量控制模塊中預存有公式(5)與公式(6)；

Δt1==Vthh-VthlVin1×tr+[ln(1-VthlVin1)-ln(1-VthhVin1)]×RCΔt2==Vthh-VthlVin2×tr+[ln(1-VthlVin2)-ln(1-VthhVin2)]×RC---(5)]]>

Δtp=(1Vin1-1Vin2)×Vthl×tr+[ln(1-VthlVin2)-ln(1-VthlVin1)]×RC---(6)]]>

V_in2為量程最小時輸入的脈沖信號的幅值，V_in1為與V_in2不同幅度的輸入脈沖信號的幅值，V_thh和V_thl為大小不同的鑒別閾值，V_thl小于V_thh，t_r為信號的上升時間，RC為比較器輸出傳輸延遲常數；Δt₁為由鑒別閾值的電平V_thh和V_thl分別觸發輸入脈沖信號V_in1得到的時間間隔，Δt₂為由鑒別閾值的電平V_thh和V_thl分別觸發輸入脈沖信號V_in2得到的時間間隔，Δt_p為不同幅度的輸入脈沖信號V_in1和V_in2的幅度變化引起的漂移誤差變化；

該方法具體為：

第1步，首先通過移動目標的遠近設置最小量程：脈沖激光器發出激光脈沖信號，將目標從相對激光測距儀的方向由遠及近移動，觀察放大器輸出信號的電壓，當放大器輸出信號的電壓不變時，為該脈沖激光測距儀的最小量程，將目標放置在該位置；

第2步，脈沖激光器對第1步確定好的目標發出激光脈沖信號，測量控制模塊將脈沖激光器發出激光脈沖信號時獲知的起始計時信號輸入到時間數字轉換器TDC；

光電探測器接收目標的回波激光脈沖信號并將目標的回波激光脈沖信號轉換為電脈沖信號，所述電脈沖信號經放大器放大后為V_in2，將V_in2分成兩路，分別輸入雙路比較器的正向輸入端；

第3步，雙路比較器中的2路比較器分別采用各自的鑒別閾值電平與輸入脈沖信號V_in2比較，當輸入信號大于鑒別閾值電平時，觸發時間數字轉換器TDC輸出計時信號；

第4步，時間數字轉換器TDC獲得由鑒別閾值電平V_thh和V_thl觸發輸入脈沖信號V_in2得到的兩個計時信號，進而得到二者的時間間隔Δt₂，輸入給測量控制模塊；測量控制模塊根據Δt₂和公式(5)求出輸入脈沖信號V_in2并將脈沖信號V_in2預存在測量控制模塊中；

當實際測量時，直接進行第5步；

第5步，測量控制模塊將發出激光時獲知的起始計時信號輸入到時間數字轉換器TDC；

第6步，光電探測器接收目標的回波激光脈沖信號并將目標的回波激光脈沖信號轉換為電脈沖信號，所述電脈沖信號經放大器放大后為V_in1，將V_in1分成兩路，分別輸入雙路比較器的正向輸入端；

第7步，雙路比較器中的2路比較器分別采用各自的鑒別閾值電平與輸入脈沖信號V_in1比較，當輸入信號大于鑒別閾值電平時，觸發時間數字轉換器TDC輸出計時信號；

第8步，時間數字轉換器TDC獲得由鑒別閾值電平V_thh和V_thl觸發輸入脈沖信號V_in1得到的兩個計時信號，進而得到二者的時間間隔Δt₁，輸入給測量控制模塊；

同時時間數字轉換器TDC將第5步獲得的起始計時信號與本步驟低閾值電平觸發的計時信號相減得到激光飛行時間Δt，輸入到測量控制模塊中；

第9步，測量控制模塊根據Δt₁和公式(5)求出輸入脈沖信號V_in1；

第10步，將輸入脈沖信號V_in1和預存的V_in2代入公式(6)得到由輸入脈沖信號幅度變化引起的漂移誤差Δt_p；

第11步，將第8步得到的激光飛行時間Δt減去漂移誤差變化Δt_p就得到修正后的激光飛行時間。

2.如權利要求1所述的一種脈沖激光測距儀的測距方法，其特征在于，所述雙路比較器，選用型號為MAX9601。