[發(fā)明專利]一種基于激光測距的內(nèi)光路相位補(bǔ)償方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610776324.3
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106324608B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫叢林;王少飛
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市威睿晶科電子有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/48
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 李娜

本發(fā)明公開一種基于激光測距的內(nèi)光路相位補(bǔ)償方法及系統(tǒng)，方法包括：調(diào)整雪崩二極管的電壓，使內(nèi)光路信號幅值介于最大電壓峰峰值和最小電壓峰峰值之間；獲取外光路信號幅值；當(dāng)外光路信號幅值大于最大電壓峰峰值或外光路信號幅值小于最小電壓峰峰值時，通過調(diào)整雪崩二極管電壓和/或內(nèi)光路激光二極管功率調(diào)節(jié)內(nèi)光路信號幅值，通過調(diào)整雪崩二極管電壓調(diào)節(jié)外光路信號幅值，使內(nèi)光路信號幅值和外光路信號幅值落在最大電壓峰峰值和最小電壓峰峰值之間；計算內(nèi)外光路的真實相位差；根據(jù)內(nèi)外光路的真實相位差計算距離值。本發(fā)明的方法，實時補(bǔ)償了內(nèi)光路相位差，提高了測距量程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光測距領(lǐng)域，特別是涉及一種基于激光測距的內(nèi)光路相位補(bǔ)償方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

激光相位測距按測量光路分為四種測距方法：單發(fā)單收、單發(fā)雙收、雙發(fā)單收、雙發(fā)雙收。

四種測距方案都可采用差頻法實現(xiàn)：主振信號由激光二極管發(fā)射出去，經(jīng)過距離D被反光面反射形成反射信號，反射信號經(jīng)過距離D后，進(jìn)入雪崩二極管(Avalanche PhotoDiode，APD)，并與本振信號在APD中混頻，將混頻輸出信號進(jìn)行放大、濾波處理得到低頻信號，單片機(jī)采集低頻信號并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理得到相位。

其中雙發(fā)單收、雙發(fā)雙收兩種測距方案中，內(nèi)外光路的電路元件特性一致時，內(nèi)外光路的相位變化量近似相等，可以相互抵消，因此可以使內(nèi)外光路的相位差保持不變。

在實際的測量過程中，隨著測量距離及反光面變化程度的增加，內(nèi)外光路信號幅值變化非常大。目前采用的方法是改變APD電壓以改變信號通路的電路增益，然而在操作過程中必須使內(nèi)外光路APD電壓保持相等，否則不易抵消因內(nèi)外光路APD電壓的不同所產(chǎn)成的相位差，這就使得內(nèi)光路信號幅值的變化范圍非常小，因而也導(dǎo)致外光路信號幅值變化范圍也較小。因此單純改變APD電壓的方法難以適應(yīng)測量距離遠(yuǎn)及反光面變化大的場合，不適用于實際測量。

內(nèi)光路信號幅值可以通過改變內(nèi)光路激光二極管的功率的方式進(jìn)行調(diào)整，然而外光路激光二極管的功率一般是固定的，這就使得內(nèi)外光路激光二極管的功率不同。同時，因內(nèi)外光路激光二極管的功率不同所造成的內(nèi)外光路的相位延遲無法消除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了適應(yīng)遠(yuǎn)距離和反光面變化大的激光測距場合，同時為了補(bǔ)償內(nèi)外光路的激光二極管的功率的不同所造成的相位延遲，本發(fā)明提供一種基于激光測距的內(nèi)光路相位補(bǔ)償方法及系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于激光測距的內(nèi)光路相位補(bǔ)償方法，包括：

調(diào)整雪崩二極管的電壓，使內(nèi)光路信號幅值介于最大電壓峰峰值和最小電壓峰峰值之間；

獲取外光路信號幅值；

將所述外光路信號幅值與所述最大電壓峰峰值和所述最小電壓峰峰值進(jìn)行對比；

當(dāng)所述外光路信號幅值介于所述最大電壓峰峰值和所述最小電壓峰峰值之間時，獲取測量的內(nèi)外光路的相位差；

當(dāng)所述外光路信號幅值大于所述最大電壓峰峰值或所述外光路信號幅值小于所述最小電壓峰峰值時，通過調(diào)整雪崩二極管電壓和/或內(nèi)光路激光二極管功率調(diào)節(jié)所述內(nèi)光路信號幅值，通過調(diào)整雪崩二極管電壓調(diào)節(jié)所述外光路信號幅值，使所述內(nèi)光路信號幅值和所述外光路信號幅值落在所述最大電壓峰峰值和所述最小電壓峰峰值之間；

計算內(nèi)外光路的真實相位差；

根據(jù)所述內(nèi)外光路的真實相位差計算距離值。