[發(fā)明專利]相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)及測(cè)距方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310187893.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN104181543A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王前;李韜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S17/08
• 分類號(hào): G01S17/08
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光測(cè)距領(lǐng)域，特別是涉及一種相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)及測(cè)距方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體激光器、電子技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理和精密機(jī)械等領(lǐng)域技術(shù)的飛躍發(fā)展,激光測(cè)距向著高精度、高速和數(shù)字化的方向不斷進(jìn)步。激光測(cè)距是利用激光的單色性和相干性好、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)高精度的計(jì)量和檢測(cè)，如測(cè)量長(zhǎng)度、距離、速度、角度等等。激光測(cè)距在技術(shù)途徑上可分為脈沖式和相位式。其中，相位式激光測(cè)距利用發(fā)射的調(diào)制光和被測(cè)目標(biāo)反射的接收光的光強(qiáng)之間的相位差包含的距離信息來實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)目標(biāo)距離的測(cè)量，由于采用調(diào)制和差頻測(cè)相等技術(shù)，具有測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于有合作目標(biāo)的精密測(cè)距場(chǎng)合。目前，基于相位式激光測(cè)距儀一般都是針對(duì)安裝在固定處的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)距，缺乏對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)距的激光測(cè)距儀。同時(shí)，現(xiàn)有的激光測(cè)距儀系統(tǒng)復(fù)雜、成本昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)及測(cè)距方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)目標(biāo)的定時(shí)測(cè)距，進(jìn)而確定待測(cè)目標(biāo)的移動(dòng)速度信息。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)，其至少包括：

用于向待測(cè)目標(biāo)發(fā)射經(jīng)調(diào)制的激光信號(hào)及接收由所述待測(cè)目標(biāo)反射回的回波信號(hào)的激光發(fā)射接收單元；

與所述激光發(fā)射接收單元相連接、且用于同步采樣所述激光發(fā)射接收單元輸出的與調(diào)制的激光信號(hào)相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)信號(hào)及與所述回波信號(hào)相關(guān)聯(lián)的被測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)采樣單元；

與所述數(shù)據(jù)采樣單元相連接、且用于定時(shí)輸出控制信號(hào)來控制所述數(shù)據(jù)采樣單元采樣的開始的定時(shí)控制單元；

與所述數(shù)據(jù)采樣單元相連接、且用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采樣單元輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后輸出待測(cè)目標(biāo)的距離信息的數(shù)據(jù)分析單元。

優(yōu)選地，所述相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)還包括：與所述數(shù)據(jù)采樣單元相連接、且用于控制所述數(shù)據(jù)采樣單元的采樣參數(shù)的采樣參數(shù)控制單元。

優(yōu)選地，所述定時(shí)控制單元、所述數(shù)據(jù)分析單元與采樣參數(shù)控制單元基于計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，所述計(jì)算機(jī)通過USB接口與所述數(shù)據(jù)采樣單元連接。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采樣單元包括可編程芯片。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采樣單元包括基于AD9238芯片形成的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。

本發(fā)明還提供一種相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距方法，其至少包括：

1）系統(tǒng)上電后，定時(shí)控制單元向數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送起始控制信號(hào)，采樣參數(shù)控制單元將用戶輸入的采樣參數(shù)提供至所述數(shù)據(jù)采集單元；

2）所述數(shù)據(jù)采集單元基于所述采樣參數(shù)中的采樣頻率及采樣時(shí)鐘開始同步采集激光發(fā)射接收單元輸出的基準(zhǔn)信號(hào)與被測(cè)信號(hào)；

3）當(dāng)所采集的數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)與所述采樣參數(shù)中的連續(xù)采樣點(diǎn)數(shù)相同時(shí)，所述數(shù)據(jù)采集單元暫停數(shù)據(jù)采集；

4）當(dāng)所述數(shù)據(jù)采集單元再次接收到來自所述定時(shí)控制單元的起始控制信號(hào)時(shí)，重復(fù)步驟2）及3）；

5）數(shù)據(jù)分析單元對(duì)來自數(shù)據(jù)采集單元的多次數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒相及預(yù)定運(yùn)算來確定待測(cè)目標(biāo)的移動(dòng)距離。

如上所述，本發(fā)明的相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)及測(cè)距方法，具有以下有益效果：能實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)目標(biāo)的定時(shí)測(cè)距，進(jìn)而確定待測(cè)目標(biāo)的移動(dòng)速度等信息。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明的相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)的一種優(yōu)選實(shí)施例示意圖。

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

請(qǐng)參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

如圖所示，本發(fā)明提供一種相位式激光定時(shí)自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)。所述自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)1至少包括：激光發(fā)射接收單元11、數(shù)據(jù)采樣單元12、定時(shí)控制單元13、以及數(shù)據(jù)分析單元14。