[發(fā)明專利]一種激光測距系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104865577A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡佳佳;陳新榮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海翌森信息科技有限公司
• 主分類號: G01S17/36
• 分類號: G01S17/36
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光測量領(lǐng)域，特別是一種激光測距系統(tǒng)。

背景技術(shù)

大尺寸測量大型精密機(jī)械、航空航天、微電子裝備等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。不同的測量光尺具有不同的優(yōu)點(diǎn)：最短的光尺用于保證必要的測距準(zhǔn)確度，最長的光尺用于保證測距的量程。為了能實(shí)現(xiàn)長距離高準(zhǔn)確度測量，可以使用不同光尺測量的方案，解決了測量范圍和測量精度之間的矛盾，能在數(shù)百米超長作用距離內(nèi)達(dá)到毫米至亞毫米級的靜態(tài)測量精度。但是，不同尺寸的光尺不能同時產(chǎn)生，產(chǎn)生不同測量光尺的時間過長、測量的實(shí)時性無法保證的問題。

目前，一般激光測距裝置均采用半導(dǎo)體器件和光敏元件組成的發(fā)射和接收系統(tǒng)，半導(dǎo)體器件自身的發(fā)熱以及環(huán)境溫度的變化直接影響了測距的精確度。此外，由于漫反射光源發(fā)出的光線形成的弱光信號幅度較小，且極易受到外界干擾，降低測距精確度。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開的一種激光測距系統(tǒng)，設(shè)有多頻同步發(fā)送、溫度補(bǔ)償、弱光信號提取等功能，從而具有測距精度高、測距速度快的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明所述的一種激光測距系統(tǒng)，其包括：激光發(fā)射裝置，其包括多頻合成器，用于發(fā)射同步多頻激光；激光接收裝置，其包括用于對所述激光接收裝置輸出的同步多頻激光中的弱光信號進(jìn)行提取的弱光信號提取裝置，用于接收所述激光發(fā)射裝置發(fā)出的同步多頻激光；鑒相器，用于鑒別出所述激光發(fā)射裝置和所述激光接收裝置之間信號的相位差，所述鑒相器的輸入端分別連接到所述激光發(fā)射裝置和所述弱光信號提取裝置；補(bǔ)償控制裝置，其用于對所述鑒相器輸出的相位差進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所述補(bǔ)償控制裝置輸入端連接到所述鑒相器的輸出端、輸出端輸出距離信息。

優(yōu)選的，所述激光發(fā)射裝置還包括D/A轉(zhuǎn)換器、激光驅(qū)動器、激光二極管；所述多頻合成器加權(quán)合成數(shù)字式的同步多頻信號依次通過所述D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換、所述激光驅(qū)動器驅(qū)動所述激光二極管發(fā)出同步多頻激光，所述多頻合成器還連接到所述鑒相器。

優(yōu)選的，所述弱光信號提取裝置包括第一有源帶通濾波器和放大器。

優(yōu)選的，所述激光接收裝置還包括光學(xué)擋板、雪崩光電二極管、A/D轉(zhuǎn)換器；所述光學(xué)擋板接收所述同步多頻激光并將其反射發(fā)送給所述雪崩光電二極管接收；所述雪崩光電二極管接收所述同步多頻激光并依次通過所述弱光信號提取裝置和所述A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)送到所述鑒相器的輸入端。

優(yōu)選的，所述鑒相器與所述多頻合成器之間還設(shè)有第二有源帶通濾波器。

優(yōu)選的，所述多頻合成器是FPGA。

優(yōu)選的，所述同步多頻激光是同步雙頻激光。

本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供一種激光測距系統(tǒng)，該激光測距系統(tǒng)的激光發(fā)射裝置設(shè)有多頻合成器，同時產(chǎn)生多種不同頻率的測量光尺，并且將不同頻率的測量光尺合成為一束激光同步發(fā)出，節(jié)約了不同頻率的測量光尺的產(chǎn)生時間，保證測量精度的同時，大大地提高了激光測距系統(tǒng)的測距速度；用于產(chǎn)生不同頻率測量光尺的多頻合成器采用FPGA，F(xiàn)PGA可以實(shí)現(xiàn)不同的直接數(shù)字頻率合成，產(chǎn)生的頻率信號準(zhǔn)確、穩(wěn)定，頻率轉(zhuǎn)換快，頻率的分辨率高，容易控制；

(2)本發(fā)明提供一種激光測距系統(tǒng)，該激光測距系統(tǒng)設(shè)有弱光信號提取裝置，用于對漫反射光源發(fā)出的光線形成的弱光信號進(jìn)行有源帶通濾波和放大，濾除噪聲干擾、放大弱光信號便于提取，從而提高激光測距系統(tǒng)的測距精確性；

(3)本發(fā)明提供一種激光測距系統(tǒng)，該激光測距系統(tǒng)的激發(fā)發(fā)射系統(tǒng)設(shè)有補(bǔ)償控制裝置，補(bǔ)償控制裝置用于對相位差進(jìn)行溫度補(bǔ)償，降低了激光測距系統(tǒng)自身發(fā)熱器件以及環(huán)境變化對激光測距的影響，提高了測量的精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例提供的激光測距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

由圖1可知，本實(shí)施例公開一種激光測距系統(tǒng)，其包括用于發(fā)射同步多頻激光的激光發(fā)射裝置100、用于接收激光發(fā)射裝置100發(fā)出的同步多頻激光的激光接收裝置200、用于鑒別出所述激光發(fā)射裝置和所述激光接收裝置之間信號的相位差的鑒相器300、用于進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償控制器400。