[發明專利]測距方法及測距系統

在審

• 申請號: 201710178773.2
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106896368A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 梁建英;賈步超;周海軍;王大奎;王海濤;楊盼奎;王維峰;王曉虎
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G05B19/05
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 韓建偉,張永明

技術領域

本發明涉及電路領域，具體而言，涉及一種測距方法及測距系統。

背景技術

目前，激光測距成像的距離值一般是通過測量激光脈沖發射時刻，即start和接收到被測目標的反射光脈沖時刻，即stop之間的激光飛行時間來確定的,激光飛行時間的測量精度決定了整個系統的精度。因此,對飛行時間測量的準確度要求非常高。而對飛行時間測量的準確度由兩方面的因素決定：一是時間脈沖信號產生的準確性；二是對時間脈沖測量的準確性。其中，對時間脈沖的測量方式通常采用直接計數法，這種方式是用電路板上晶振產生振蕩時鐘，由TTL(Time To Live，即指該字段指定IP包被路由器丟棄之前允許通過的最大網段數量)、CPLD(Complex Programmable Logic Device，即復雜可編程邏輯器件)電路組成的計數電路在測量范圍內對時鐘計數，為了達到納秒量級的測量精度，就需要1GHZ以上的參考時鐘頻率，所以這種方式會帶來電路板布線復雜、加工煩瑣、電磁干擾等諸多問題。

針對上述相關技術中采用直接計數方式帶來的測量結構復雜,精度低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種測距方法及測距系統，以至少解決相關技術中采用直接計數方式帶來的測量結構復雜,精度低的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種測距方法，包括：脈沖激光器發射激光信號；光電二級管APD陣列接收激光信號碰到被測目標后返回的返回信號，并將接收的返回信號傳遞給計時芯片；計時芯片根據激光信號以及返回信號，確定軌道列車距離被測目標的飛行時間，并將確定的飛行時間傳遞給可編程邏輯器件PLC，其中，計時芯片達到納秒ns量級的測量精度；可編程邏輯器件PLC根據接收的飛行時間，確定軌道列車與被測目標之間的距離。

可選地，在APD陣列接收激光信號碰到被測目標后返回的返回信號之后，還包括：APD陣列還根據接收到的返回信號對被測目標進行成像。

可選地，在脈沖激光器發射激光信號之前，還包括：脈沖激光器接收到可編程邏輯器件PLC發送的觸發信號，脈沖激光器根據接收到的觸發信號發射激光信號。

可選地，APD將接收的返回信號傳遞給計時芯片包括：APD將返回信號進行模數轉換獲得數字信號；APD將轉換后獲得的數字信號傳遞給計時芯片。

可選地，在可編程邏輯器件PLC根據接收的飛行時間，確定軌道列車與被測目標之間的距離之后，還包括：PLC將接收的飛行時間和/或確定的距離上傳給上位機；上位機對接收的飛行時間和/或距離進行顯示。

可選地，軌道列車的運行速度為5－10km/h。

可選地，軌道列車包括以下至少之一：動車，高鐵，地鐵。

根據本發明實施例的另一個方面，提供了一種測距系統，包括：脈沖激光器，用于發射激光信號；光電二級管APD陣列，用于接收激光信號碰到被測目標后返回的返回信號，并將接收的返回信號傳遞給計時芯片；計時芯片，用于根據激光信號以及返回信號，確定軌道列車距離被測目標的飛行時間，并將確定的飛行時間傳遞給可編程邏輯器件PLC，其中，計時芯片達到ns量級的測量精度；可編程邏輯器件PLC，用于根據接收的飛行時間，確定軌道列車與被測目標之間的距離。

可選地，APD陣列，還用于根據接收到的返回信號對被測目標進行成像。

可選地，還包括：脈沖激光器，還用于接收到PLC發送的觸發信號，脈沖激光器根據接收到的觸發信號發射激光信號。

可選地，其特征在于，APD，還用于將返回信號進行模數轉換獲得數字信號；并將轉換后獲得的數字信號傳遞給計時芯片。

可選地，還包括：上位機，用于在接收可編程邏輯器件PLC上傳的飛行時間和/或確定的距離后，對接收的飛行時間和/或距離進行顯示。

在本發明實施例中，通過利用脈沖激光發射器發射激光信號，然后光電二級管APD陣列接收激光信號碰到被測目標后返回的返回信號，并將接收的返回信號傳遞給計時芯片，計時芯片根據激光信號以及返回信號，確定軌道列車距離被測目標的飛行時間，再將確定的飛行時間傳遞給可編程邏輯器件，可編程邏輯器件根據接收到的飛行時間，確定軌道列車與被測目標之間的距離。由于采用了具有高精度的計時芯片完成飛行時間的測量，替代了傳統的時間測量方式，具有精度高，結構簡單的特點，進而解決了相關技術中采用直接計數方式帶來的測量結構復雜,精度低的技術問題。

附圖說明