[發(fā)明專利]一種提高激光測距儀精度的方法

無效

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• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103017729A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振興
• 申請（專利權(quán)）人: 王振興
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00
• 代理公司: 深圳市凱達知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 44256
• 代理人: 劉大彎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高激光測距儀精度的方法。

背景技術(shù)

目前，為了提高激光測距儀的精度，一般采用如下幾種解決方案：

方案一、在激光測距儀中設(shè)置兩個APD和一個LD。因為環(huán)境對每個器件的影響是相同的。所以用一個LD同時發(fā)射激光給兩個APD接收。用內(nèi)部發(fā)射去出的是內(nèi)光路，發(fā)射去出的外光路則用來測試外面的距離。這個用外光路測得的距離減去內(nèi)光路的距離，便可以把環(huán)境的影響減去。這種方案的缺點是APD的成本很高。

方案二、在激光測距儀中設(shè)置一個LD，一個APD，一塊光學(xué)擋板。LD先發(fā)射給外面，由外面反射到APD上。測試完后用擋板將光路全部擋到從里面直接讓APD接收。這個光路轉(zhuǎn)換的外光路減內(nèi)光路便可以減去環(huán)境的影響。具體的說，該結(jié)構(gòu)是利用電機帶動一個反光板，將激光源E投射的校準光線反射到一端開口的測距儀光路接收腔內(nèi)，在接收腔內(nèi)形成漫反射后，接收腔內(nèi)的光敏元件D接收到光信號，從而進行信號比對，該結(jié)構(gòu)存在的缺陷是：在光線接收過程中反光板是參與基準定位的重要零部件，故在轉(zhuǎn)動后對回到初始位置的同一性要求較高，而在實際使用過程中反光板往往會有轉(zhuǎn)動或移動所產(chǎn)生的機械形變結(jié)構(gòu)誤差，該誤差被引入校準光學(xué)系統(tǒng)中，就會大大影響校準精度；同時反光板工作過程中對兩個內(nèi)外光路切換位置必須鎖定準確，而通常的反光板都是輕重不一的結(jié)構(gòu)，且需與其它部件進行配合鎖定，為了到達正確切換位置，往往會導(dǎo)致電機驅(qū)動功耗增大；另外反光板漫反射的光線接收方式穩(wěn)定性差、容易與外部光混雜，造成儀器識別錯誤，降低儀器工作穩(wěn)定性，影響測量結(jié)果精確性。

方案三、在激光測距儀中設(shè)置兩個LD，一個APD。先開外光路的LD，測試外面的距離。測試完后關(guān)內(nèi)光路，開內(nèi)光路。讓內(nèi)光路的信號打到APD上。這樣外光路減內(nèi)光路就可以減去APD的影響。這種方案的缺點是雖然可以減去APD的影響，但LD本身的發(fā)熱量大。兩個LD的發(fā)熱量很難相等。所以LD的影響也很難減去。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高激光測距儀精度的方法，直接將器件受到的環(huán)境影響誤差進行補償和消除。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種提高激光測距儀精度的方法，包括半導(dǎo)體激光發(fā)射器LD和APD組成的發(fā)射和接收系統(tǒng)，包括如下步驟：

S10：將環(huán)境對LD造成的影響進行補償消除；

S11：將環(huán)境對APD造成的影響進行補償消除；

其中，步驟S11進一步包括：

S110：獲取APD的溫度漂移系數(shù)；

S111：采用NTC對光敏元件的環(huán)境溫度采樣，得到一個溫度值；根據(jù)APD的溫度補償?shù)南禂?shù)，計算出溫度每上升一度，APD的偏置電壓上升多少伏；

S112：用單片機的PWM控制器控制升壓電路，ADC采樣電壓給PWM控制升壓電路，得到相應(yīng)的偏置電壓，再用APD溫度補償率補償APD的偏壓。

進一步地，在步驟S110中，首先將APD蓋住，不讓光照到APD上，然后通過調(diào)節(jié)PWM1的值調(diào)節(jié)APD的偏置電壓，用ADC1采樣偏置電壓；而通過改變APD的偏置電壓改變APD的偏置電流，用跨導(dǎo)放大器將APD的暗電流放大，并化為電壓，用ADC2采樣電壓值，從而調(diào)節(jié)PWM1的值就能改變ADC2的電壓，同時也能改變APD的放大倍數(shù)。精確性。

方案三、在激光測距儀中設(shè)置兩個LD，一個APD。先開外光路的LD，測試外面的距離。測試完后關(guān)內(nèi)光路，開內(nèi)光路。讓內(nèi)光路的信號打到APD上。這樣外光路減內(nèi)光路就可以減去APD的影響。這種方案的缺點是雖然可以減去APD的影響，但LD本身的發(fā)熱量大。兩個LD的發(fā)熱量很難相等。所以LD的影響也很難減去。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高激光測距儀精度的方法，直接將器件受到的環(huán)境影響誤差進行補償和消除。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種提高激光測距儀精度的方法，包括半導(dǎo)體激光發(fā)射器LD和APD組成的發(fā)射和接收系統(tǒng)，包括如下步驟：

S10：將環(huán)境對LD造成的影響進行補償消除；

S11：將環(huán)境對APD造成的影響進行補償消除；

其中，步驟S11進一步包括：

S110：獲取APD的溫度漂移系數(shù)；

S111：采用NTC對光敏元件的環(huán)境溫度采樣，得到一個溫度值；根據(jù)APD的溫度補償?shù)南禂?shù)，計算出溫度每上升一度，APD的偏置電壓上升多少伏；