[發(fā)明專(zhuān)利]相位式激光測(cè)距系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510534909.X
• 申請(qǐng)日: 2015-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105093233B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡佳佳;陳新榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州翌森光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S17/08
• 分類(lèi)號(hào): G01S17/08;G01S17/36
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

本發(fā)明公開(kāi)一種相位式激光測(cè)距系統(tǒng)，包括：激光器，用于產(chǎn)生激光信號(hào)；發(fā)射信號(hào)單元，用于產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)并對(duì)其依次進(jìn)行幅度調(diào)整和功率放大后發(fā)送給激光器；回光接收單元，用于接收激光信號(hào)的反射信號(hào)；偏置驅(qū)動(dòng)單元，用于為驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射激光信號(hào)提供偏置電壓；以及，控制器，用于輸出占空比可調(diào)的PWM脈沖電壓信號(hào)給偏置驅(qū)動(dòng)單元形成偏置電壓、接收反射信號(hào)；當(dāng)控制器接收反射信號(hào)為弱反射時(shí)，控制器減小PWM脈沖電壓信號(hào)的占空比，聯(lián)動(dòng)提高發(fā)射信號(hào)的幅度；當(dāng)控制器接收反射信號(hào)為強(qiáng)反射時(shí)，控制器增大PWM脈沖電壓信號(hào)的占空比，聯(lián)動(dòng)降低發(fā)射信號(hào)的幅度。本發(fā)明具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)距準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光測(cè)距領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種相位式激光測(cè)距系統(tǒng)。

背景技術(shù)

激光測(cè)距，是以激光器作為光源進(jìn)行測(cè)距。由于激光的單色性好、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)，加上電子線路半導(dǎo)體化集成化，與光電測(cè)距儀相比，不僅可以日夜作業(yè)、而且能提高測(cè)距精度，顯著減少重量和功耗。

目前，激光測(cè)距可以分為脈沖式激光測(cè)距和相位式激光測(cè)距。脈沖式激光測(cè)距，測(cè)距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測(cè)量物體的反射后又被測(cè)距儀接收，測(cè)距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間，光速和往返時(shí)間的乘積的一半，就是測(cè)距儀和被測(cè)量物體之間的距離。相位式激光測(cè)距是用無(wú)線電波段的頻率度激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測(cè)定調(diào)制光往返測(cè)線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長(zhǎng)，換算此相位延遲所代表的距離。

傳統(tǒng)的相位式激光測(cè)距儀，測(cè)程一般是幾厘米到幾百米，動(dòng)態(tài)范圍極大，需要較高分辨率的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者在前端電路增加增益控制，且在弱目標(biāo)場(chǎng)合，弱的發(fā)射信號(hào)往往淹沒(méi)在噪聲中，難以提取，系統(tǒng)抗干擾能力差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種相位式激光測(cè)距系統(tǒng)，根據(jù)反射信號(hào)的強(qiáng)弱，通過(guò)控制器聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)脈沖電壓信號(hào)的占空比和調(diào)整發(fā)射信號(hào)的幅度，實(shí)現(xiàn)反射信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明所述的相位式激光測(cè)距系統(tǒng)，包括：激光器，用于產(chǎn)生激光信號(hào)；

發(fā)射信號(hào)單元，其用于產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)，并對(duì)所述發(fā)射信號(hào)依次進(jìn)行幅度調(diào)整和功率放大處理后發(fā)送給所述激光器；

回光接收單元，用于接收所述激光信號(hào)的反射信號(hào)；

偏置驅(qū)動(dòng)單元，其連接到所述激光器，用于為驅(qū)動(dòng)所述激光器發(fā)射激光信號(hào)提供偏置電壓；以及，

控制器，其分別連接到所述激光器、發(fā)射信號(hào)單元、回光接收單元以及偏置驅(qū)動(dòng)單元；用于輸出占空比可調(diào)的PWM脈沖電壓信號(hào)給所述偏置驅(qū)動(dòng)單元形成所述偏置電壓、接收所述回光接收單元發(fā)送的所述激光信號(hào)的反射信號(hào)；

其中，當(dāng)所述控制器接收所述反射信號(hào)為弱反射時(shí)，所述控制器減小所述PWM脈沖電壓信號(hào)的占空比，聯(lián)動(dòng)提高所述發(fā)射信號(hào)的幅度；當(dāng)控制器接收所述反射信號(hào)為強(qiáng)反射時(shí)，所述控制器增大所述PWM脈沖電壓信號(hào)的占空比，聯(lián)動(dòng)降低所述發(fā)射信號(hào)的幅度。

優(yōu)選的是，發(fā)射信號(hào)單元包括：

時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生所述發(fā)射信號(hào)；

程控增益電路，用于對(duì)所述時(shí)鐘電路產(chǎn)生的所述發(fā)射信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整；以及，

信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，用于對(duì)所述程控增益電路幅度調(diào)整后的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行功率放大；

其中，所述時(shí)鐘電路、所述程控增益電路、所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路以及所述激光器依次連接，所述控制器分別連接到所述時(shí)鐘電路的輸入端、所述程控增益電路的輸入端。