[發明專利]一種光測距方法及設備

有效

• 申請號: 201711492571.1
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108387902B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 李傳文;孫立平;肖愷
• 申請（專利權）人: 武漢靈途傳感科技有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供一種光測距方法及設備。所述方法包括：向待測目標發射第一預設頻率和第一預設相位的發射光信號，獲得所述待測目標散射或反射的光信號；通過光探測器接收所述散射或反射的光信號，所述光探測器還接收具有第二預設頻率和第二預設相位的偏置電壓信號，且所述第二預設頻率與所述第一預設頻率相等；調節所述第二預設相位并獲取所述散射或反射的光信號通過所述光探測器發生混頻后的低頻信號的信號強度；根據所述低頻信號的信號強度以及所述第一預設相位和第二預設相位的第一相位差，獲取所述發射光信號與所述散射或反射的光信號的第二相位差并計算所述待測目標的距離。本發明可實現與外部信號的準確同步及多個目標的測量。

技術領域

本發明涉及光測距和雷達領域，更具體地，涉及一種光測距方法及設備。

背景技術

激光測距(laser distance measuring)是以激光器作為光源進行測距的一種技術。激光測距方法分為兩類，第一類是光速和往返時間的乘積的一半，就是測距儀和被測量物體之間的距離，稱為飛行時間法測距。以激光測距儀為例：激光測距儀向目標物射出一束很細的激光，由光電元件接收目標物反射的激光束，通過計時器測定激光束從發射到接收的時間，即可計算出從觀測者到目標的距離，從而完成距離測量。第二種類以激光位移傳感器原理為原理的方法，激光照射在目標上，目標散射或者反射的光被成像在探測器上，通過光斑位置來計算從觀測者到目標的距離。

基于飛行時間法的激光的測量方法又有兩種，脈沖法(激光回波法)、相位法。這兩種方法在現有技術中有都有對應的實現方案：

如Hilit公開的一個技術方案中，光的發射是脈沖的，接收的偏壓也是脈沖的，但發射和接收的兩個脈沖序列采用不同的頻率，通過差頻到比較低的頻率來實現相位檢測，且通過ADC采集之后可以做傅立葉變換。該技術方案主要為激光測距儀應用而提供，在激光雷達使用中，往往需要和外部的角度信號進行同步，該方法混頻出來的信號周期無法和外部進行同步，會導致測量角度不準確。

又如IQ法或者四相位法，光的發射是正弦或者方波調制的，接收的偏壓也是正弦或者方波調制的，通過兩者混頻可以得到直流信號，通過三角函數的運算來實現相位檢測。該方法采用離散的相位調制，可以很方便的與外部觸發信號或者激光雷達的角度信號同步，但由于無法分離出不同距離的反射信號，所以在同一角度范圍內出現多個目標的時候，無法識別，也存在一定的局限性。

發明內容

本發明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的光測距方法及設備。

根據本發明的一個方面，提供一種光測距方法，包括：

向待測目標發射第一預設頻率和第一預設相位的發射光信號，獲得所述待測目標散射或反射的光信號；

通過光探測器接收所述散射或反射的光信號，所述光探測器還接收具有第二預設頻率和第二預設相位的偏置電壓信號，且所述第二預設頻率與所述第一預設頻率相等；

調節所述第二預設相位，根據所述第二預設相位獲取所述散射或反射的光信號通過所述光探測器發生混頻后的低頻信號的信號強度；

根據所述低頻信號的信號強度以及所述第一預設相位和第二預設相位的第一相位差，獲取所述發射光信號與所述散射或反射的光信號的第二相位差，根據所述第二相位差計算所述待測目標的距離。

具體的，所述發射光信號為具有第一預設脈沖寬度的第一脈沖信號，所述第一脈沖信號的占空比的范圍為1％-30％；

所述光探測器的偏置電壓信號為具有第二脈沖寬度的第二脈沖信號，所述第二脈沖信號的占空比的范圍為1％-30％。

進一步，所述調節所述第二預設相位，具體包括：

通過先粗掃后精掃的方式調節所述第二預設相位，其中：