[發明專利]一種大量程高速高精度TOF測距方法

有效

• 申請號: 201710273407.5
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106932783B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 侴智
• 申請（專利權）人: 深圳市邁測科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S7/486
• 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

一種大量程高速高精度激光測距系統，其包括有主控制模塊，顯示電路模塊，鍵盤電路模塊，激光二極管高壓驅動電路模塊，脈沖激光發射電路模塊，雪崩光電二極管光電轉換電路模塊，前級跨阻電路模塊，自動增益控制放大電路模塊，時間鑒別電路模塊其中，激光二極管高壓驅動電路模塊與脈沖激光發射電路模塊電控聯接，激光二極管高壓驅動電路模塊與所述主控制模塊電控聯接；雪崩光電二極管光電轉換電路模塊，前級跨阻電路模塊，自動增益控制放大電路模塊及時間鑒別電路模塊依次電控聯接后與主控制模塊電控聯接，在雪崩光電二極管光電轉換電路還聯接有崩光電二極管高壓偏置電路模塊，光電二極管高壓偏置電路模塊與主控制模塊電控聯接。

技術領域

本發明涉及激光測距設備制造領域，特別涉及一種大量程高速高精度激光測距系統。

背景技術

隨著當代電子技術的不斷發展及普及，測距產品在日常生活以及工業控制領域的應用日益廣泛，精度以及量程作為測距儀的重要性能指標越來越受到市場的重視，業內為提升測距儀這兩項指標而使出的手段也是層出不窮，多種多樣。

傳統的測距方法有測遠標定法，雙光路誤差抵消法，放大電路AGC法，AGC即為Automatic Gain Control(自動增益控制)。測遠標定法在硬件電路上以提高量程作為電路目標，主要以提高發射功率，采用較大且固定的接收放大增益，來達到提高測程的目的，但遠距離雖然測到了，但近距離或者高反射時信號出現飽和失真，展寬失真等，此時測距誤差較大，最終只能通過軟件多點標定的辦法來彌補不足，但在高低反射物間切換扔存在較大誤差。雙光路誤差抵消法是在標定法的基礎上采用APD(Avalanche photodiode雪崩光電二極管)增益調整或LD(激光二極管)功率調整來保證近距離或高反射情況下信號不會出現飽和失真等問題，同時外光路增益改變時內光路基準能同步改變增益從而抵消增益調整帶來的誤差，做到既保證信號調整又不失去精度。但往往在實際應用中，只調整APD增益是遠遠不夠的，信號在極限情況下的差異還是過大，不能滿足超大量程，高精度的要求。放大電路AGC法，此方式在雙光路法的基礎上，在接收放大電路上做一級AGC電路來實現增益調整度擴大，同樣的由于近距離或者高反時，在前級跨阻部分信號已經出現飽和、展寬，后級AGC已經失去作用，表現出的性能依然不能滿足要求。

由于測量精度和量程在測距儀的性能表現上基本上是矛盾的關系，原因一，測量距離近信號信噪比較高，精度高，測量距離遠信號信噪比較差，精度差。原因二，為了增加測程，將發射功率提高同時將接收電路的增益提高，采用該方法時又會引人另一個問題，那就是距離近的時候由于光信號過強導致的接收信號失真，該問題會導致測距儀的盲區變大。

傳統的測距，信號處理方式過于保守，接收信號調整度較小，從而導致測距量程小或者測距精度較差，如何使接收信號調整度大，系統量程最大化，非線性失真最小化使目前激光測距亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種接收信號調整度大，系統量程高，非線性失真小的激光測距系統的測距方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種大量程高速高精度TOF測距方法，其特征在于包括有大量程高速高精度激光測距系統，所述大量程高速高精度激光測距系統包括有主控制模塊，顯示電路模塊，鍵盤電路模塊，激光二極管高壓驅動電路模塊，脈沖激光發射電路模塊，雪崩光電二極管光電轉換電路模塊，前級跨阻電路模塊，自動增益控制放大電路模塊，時間鑒別電路模塊，其中，顯示電路模塊與鍵盤電路模塊分別與所述主控制模塊控制聯接，激光二極管高壓驅動電路模塊與脈沖激光發射電路模塊電控聯接，激光二極管高壓驅動電路模塊與所述主控制模塊電控聯接；雪崩光電二極管光電轉換電路模塊，前級跨阻電路模塊，自動增益控制放大電路模塊及時間鑒別電路模塊依次電控聯接后與所述主控制模塊電控聯接，在雪崩光電二極管光電轉換電路模塊還聯接有雪崩光電二極管高壓偏置電路模塊，光電二極管高壓偏置電路模塊與所述主控制模塊電控聯接；所述測距方法包括：