[發明專利]基于欠采樣方法的絕對距離計量儀

無效

• 申請號: 201280018615.6
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN103477245A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 雅各布·J·梅茨;羅伯特·E·布里奇斯
• 申請（專利權）人: 法羅技術股份有限公司
• 主分類號: G01S17/36
• 分類號: G01S17/36;G01S7/491
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;韓煒

1.一種包括維度測量裝置（10）和目標（26）的維度測量系統（5），包括：

信號發生器（2920），被配置為在第一模式中產生具有第一頻率的第一電信號（2991）以及具有第二頻率的第二電信號（2992），其中所述第一頻率除以所述第二頻率小于2，并且所述第一頻率不同于所述第二頻率；

第一光源（2930），產生第一光線；

光學系統，被配置為發送所述第一光線的第一部分離開所述測量裝置作為第一光束的光線（46），以及發送所述第一光線的第二部分到參考光學檢測器（2940），所述第一光束和所述第二部分具有在所述第一頻率下調制的第一光學特性；

所述目標被配置為回射器，以接收所述第一光束并且返回第二光束的光線（47）至所述光學系統；

所述光學系統還被配置為發送所述第二光束的光線的第三部分到測量光學檢測器（2950），所述測量光學檢測器被配置為將所述第三部分變換為第一測量電信號，所述參考光學檢測器被配置為將所述第二部分變換為第一參考電信號；

第一模數變換器信道（2960），被配置為在所述第一模式中接收所述第二電信號，接收所述第一測量電信號，提供表示所述第一測量電信號的多個第一數字測量值；

第二模數變換器信道（2961），被配置為在所述第一模式中接收所述第二電信號，接收所述第一參考電信號，在不同時間提供表示所述第一參考電信號的多個第一數字參考值；以及

處理器（2970），被配置為在所述第一模式中計算從所述維度測量裝置到所述目標的第一距離（2995），所計算的第一距離至少部分地基于所述第一頻率、所述第二頻率、所述多個第一數字測量值、所述多個第一數字參考值以及空氣中的光速。

2.根據權利要求1所述的維度測量系統，其中：

所述信號發生器還被配置為在第二模式中產生具有第四頻率的第四電信號以及具有第五頻率的第五電信號，其中所述第四頻率除以所述第五頻率小于2，并且所述第四頻率不同于所述第五頻率；

所述光學系統還被配置為發送所述第一光線的第四部分離開所述測量裝置作為第三光束的光線，以及發送所述第一光線的第五部分到所述參考光學檢測器，所述第三光束和所述第五部分具有在所述第四頻率下調制的第一光學特性；

所述回射器被配置為接收所述第三光束以及返回第四光束的光線至所述光學系統；

所述光學系統還被配置為發送所述第四光束的光線的第六部分到所述測量光學檢測器，所述測量光學檢測器被配置為將所述第六部分變換為第二測量電信號，所述參考光學檢測器被配置為將所述第五部分變換為第二參考電信號；

所述第一模數變換器信道被配置為在第二模式中接收所述第五電信號，接收所述第二測量電信號，提供表示所述第二測量電信號的多個第二數字測量值；

所述第二模數變換器信道被配置為在第二模式中接收所述第五電信號，接收所述第二參考電信號，在不同時間提供表示所述第二參考電信號的多個第二數字參考值；以及

所述處理器還被配置為在第二模式中至少部分地基于所述多個第二數字測量值以及所述多個第二數字參考值，計算所述第一距離。

3.根據權利要求2所述的維度測量系統，其中所述信號發生器是具有合成器采樣頻率的雙信道直接數字合成器。

4.根據權利要求3所述的維度測量系統，其中通過所述處理器選擇所述第一頻率。

5.根據權利要求3所述的維度測量系統，其中所述雙信道直接數字合成器的兩個信道包括在單個電組件中。

6.根據權利要求3所述的維度測量系統，其中所述第一頻率和所述第二頻率大于所述直接數字合成器采樣頻率除以2。

7.根據權利要求1所述的維度測量系統，其中所述第一光源在所述第一頻率下直接調制。

8.根據權利要求1所述的維度測量系統，其中所述第一光源是激光器。

9.根據權利要求1所述的維度測量系統，其中所述第一光學特性是光功率。

10.根據權利要求1所述的維度測量系統，其中所述第一光線從第一光纖（2982）發射。

11.根據權利要求2所述的維度測量系統，其中所述第一頻率減去所述第二頻率等于所述第四頻率減去所述第五頻率。