[發明專利]激光測距目標指示器及其測距方法和工作狀態切換方法

有效

• 申請號: 201410786264.4
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104459673A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 郁麒麟;孫同春;范華;夏星;姚亞斌;隋慶峰
• 申請（專利權）人: 揚州天目光電科技有限公司;郁麒麟
• 主分類號: G01S7/51
• 分類號: G01S7/51;G01S7/48;G01S17/08
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本發明涉及一種激光測距裝置，特別涉及一種兼有目標指示功能的激光測距目標指示器。

背景技術

傳統的固體脈沖激光測距機大多采用單脈沖激光測距，測距能力有限，需要提高測距能力，只能提高輸出激光能量，由此帶來體積龐大，功耗增大，重量增加等一連串的問題，給光電系統機載增大了難度。

美國機載“門警”光電預警系統中的激光測距機，以及國內某車載對空激光測距機都采用了三脈沖激光測距方法，雖然測程比單脈沖激光測距有較大提高，但這些激光測距機依然存在以下不足：（1）硬件上采用氙燈泵浦固體激光器，功耗和體積比單脈沖激光測距機還大；（2）只有單一的激光測距功能，不具備激光目標指示功能；（3）由于氙燈的放電特性會受環境溫度和長時間使用的影響，激光器輸出的三個脈沖激光能量不能始終保持一致，會影響測程和對目標信號的有效判斷；（4）論文《脈沖串激光測距技術研究》論述了上述激光測距機三脈沖測距的原理，即通過信號疊加來提高信噪比，但沒有提到信號視頻累積與二進制累積的綜合運用的方法。

新型飛機的光電吊艙需要裝備熱像儀、電視攝像儀、激光目標指示器、激光測距機等多種光電儀器，由于載荷的限制，各分系統必須充分壓縮體積，盡可能減輕重量。采用多脈沖激光測距和激光目標指示兩種功能合一的技術，是激光分系統減小體積和減輕重量的有效途徑之一，但是，氙燈泵浦固體激光器由于散熱的原因，難于實現多脈沖激光測距和激光目標指示兩種工作狀態對激光能量和激光頻率的切換。

發明內容

本發明的目的是提供一種可測量遠距離、體積小、重量輕，具有激光測距與激光目標指示功能的激光測距目標指示器及其測距方法和工作狀態切換方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種激光測距目標指示器及其測距方法和工作狀態切換方法；所述指示器包括：

激光發射器，用于發射多脈沖激光光束和編碼激光光束；所述的激光接收器包括雪崩管和放大器；所述的雪崩管偏壓電源包括信號處理器端口一、信號處理器端口二、可調節直流電源、取樣電阻，信號處理器端口一與可調節直流電源連接，用于調節可調節直流電源的輸出電壓；信號處理器端口二同時與可調節直流電源的輸出和取樣電阻連接，用于讀入雪崩管的工作電流值；取樣電阻與雪崩管連接；

激光接收器，用于接收目標反射的激光回波信號，并將激光回波信號轉換成電信號，再放大電信號，輸出目標信號與噪聲的混雜信號；

雪崩管偏壓電源，用于為雪崩光電二極管提供工作偏壓；

半導體泵浦源電源，用于為激光發射器的半導體激光泵浦源提供可控的工作電源；

激光調Q電源，用于為激光發射器的Q開關提供電源；

激光能量計，用于測量激光發射器輸出的激光能量；

通信接口，用于與外部設備通信和操控遠程激光測距目標指示器；

信號處理器，用于產生遠程激光測距目標指示器的工作時序、編碼設置、激光發射器溫度控制、雪崩管偏壓調整、工作狀態切換、能量調節、距離計算、發射次數累計、調校程序運行；

所述的信號處理器，電氣上分別與激光發射器、激光接收器、雪崩管偏壓電源、半導體泵浦源電源、激光調Q電源、激光能量計、通信接口相連接；半導體泵浦源電源、激光調Q電源又與激光發射器相連接；激光接收器與雪崩管偏壓電源相連接；

所述激光測距方法包括下列步驟：

（a）激光接收器接收從目標反射的激光回波信號，并轉換成電信號，電信號放大后，得到目標信號與噪聲的混雜信號；

（b）對混雜信號進行數字轉換，得到數字混雜信號；

（c）對數字混雜信號進行數字濾波處理，得到數字濾波信號；

（d）對數字濾波信號進行累積，得到“數字和”混雜信號；

（e）對“數字和”混雜信號進行數字濾波處理，得到“數字和”濾波信號；

（f）將“數字和”濾波信號中數值最大和次大的信號作為候選目標信號，得到數值目標候選信號；

（g）同時按時段統計數字濾波信號中數值大于閾值A的脈沖數量，得到脈沖數量信號；

（h）將脈沖數量信號中數量大于閾值B的信號作為候選目標信號，得到數量目標候選信號；

（i）將出現在同一時段的最大數值目標候選信號和數量目標候選信號作為目標信號；

（j）如果最大數值目標候選信號和數量目標候選信號不在同一時段，而數量目標候選信號只有一個，且其他脈沖數量信號的數量都小于數量目標候選信號的數量，則將出現在同一時段的次大數值目標候選信號和數量目標候選信號作為目標信號；

（k）按目標信號的時段計算目標距離；