[發明專利]一種提高脈沖測距精度的方法及脈沖測距設備

有效

• 申請號: 201710136105.3
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106908800B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 侴智;張明;駱龍
• 申請（專利權）人: 深圳市邁測科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 深圳市德錦知識產權代理有限公司 44352
• 代理人: 丁敬偉

本發明公開了一種提高脈沖測距精度的方法，包含有如下步驟：a.發射激光脈沖，同時開始計時；b.分別記錄激光發射信號到回波的上升沿信號之間的時間tsubgt;i/subgt;以及回波下降沿信號之間的時間tsubgt;i+1/subgt;，i為自然數；c.得到初始測量距離xsubgt;i/subgt;＝(tsubgt;i/subgt;*v)/2，回波脈沖寬度ysubgt;i/subgt;＝(tsubgt;i+1/subgt;?tsubgt;i/subgt;)*v,其中v代表光速，單位m/s，tsubgt;i+1/subgt;及tsubgt;i/subgt;的單位為s；d.通過麥夸特法，利用初始測量距離xsubgt;i/subgt;，回波脈沖寬度ysubgt;i/subgt;基于矩陣數據的非線性曲線得出擬合距離zsubgt;i/subgt;的函數關系；其中，zsubgt;i/subgt;的單位為m，Psubgt;1/subgt;至Psubgt;11/subgt;共11項均為常數，然后在多次檢測結果中取平均數。本發明還公開了應用于前述測距方法的設備。它具有檢測精度高，可測距離范圍大的優點。

技術領域

本發明涉及光學儀器制造行業，尤其涉及一種提高脈沖測距精度的方法及脈沖測距設備。

背景技術

對于脈沖激光測距的測量精度主要依賴于激光脈沖的上升沿、接收通道的帶寬、探測器的信噪比和時間間隔測量的精確度。主要從激光飛行時間t出發考慮距離的精度，其中最關鍵的技術是如何準確確定t的起止時刻和精確測量時間間隔，他們分別用時刻鑒別法和時間間隔法。

對于時間間隔法，要確定t的起止時刻和精確測量時間間隔存在較大的誤差，檢測精度還有待提高，如果購買高精度的檢測設備則價格昂貴。

對于時刻鑒別方法，回波信號在傳輸過程中，幅度和上升時間的變化會引起時間漂移誤差，這也是影響最終測距精度的原因之一。時刻鑒別的主要作用是對放大電路的輸出信號進行實時檢測，為系統產生起始信號和同步信號，其性能直接影響著測時精度和系統的距離分辨率。常用的時刻鑒別方法有前沿時刻鑒別法，高通容阻鑒別法，恒比定時法。其中恒比定時法能有效的抑制幅度變化帶來的定時誤差，脈沖波形形狀近似不變時，可以認為脈沖上升沿相同幅度比例點所對應的時間不變，所以可以采取在脈沖的固定比例點觸發計數器來提高系統的測量精度。但這種檢測方法還存在一些弊端，主要體現在：1、電路復雜，成本較高；2、扛抗噪能力差。

本發明就是在這樣的背景下而研制的。

發明內容

本發明的第一個目的是為了解決上述技術問題，提供了一種提高脈沖測距精度的方法，它具有度高，可測距離范圍大的優點。

為了實現本發明的第一個目的，本發明采用的技術方案是：

一種提高脈沖測距精度的方法，其特征在于包含有如下步驟：

a.發射激光脈沖，同時開始計時；

b.分別記錄激光發射信號到回波的上升沿信號之間的時間t_i以及回波下降沿信號之間的時間t_i+1，i為自然數；

c.得到初始測量距離x_i＝(t_i*v)/2，回波脈沖寬度y_i＝(t_i+1-t_i)*v，其中v代表光速，單位m/s，t_i+1及t_i的單位為s；

d.通過麥夸特法，利用初始測量距離x_i，回波脈沖寬度y_i基于矩陣數據的非線性曲線得出擬合距離z_i的函數關系；

e.將i次測量得到的擬合距離z_i取平均值，得到算數平均數Z_i：