[發(fā)明專利]一種基于脈沖寬度檢測的紅外測距方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810184428.4
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108490445B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊奕;林健輝;孫鈺伶;劉強;竇作連;楊毓花;譚瀟鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/483
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 周輝

本發(fā)明公開了一種基于脈沖寬度檢測的紅外測距裝置和方法，所述裝置包括處理器，紅外發(fā)射模塊和信號處理模塊，所述紅外發(fā)射模塊包括用于發(fā)射紅外脈沖信號的紅外發(fā)射管以及用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的脈沖驅(qū)動電路，所述脈沖驅(qū)動電路連接至所述處理器；所述信號處理模塊包括用于接收紅外脈沖信號的紅外線接收管，所述紅外線接收管的正極接地，負極通過串聯(lián)的限流電阻R1連接至電源Vdd；所述紅外線接收管的負極還連接有串聯(lián)設(shè)置的隔直電路和放大整形電路，所述放大整形電路的輸出端連接至所述處理器。本發(fā)明裝置和方法利用紅外線光強隨傳輸距離衰減的特性實現(xiàn)空間測距，具有對設(shè)備要求低，成本低等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測距技術(shù)領(lǐng)域，特別的涉及一種基于脈沖寬度檢測的紅外測距方法及裝置。

背景技術(shù)

測距儀可以分為超聲波測距儀，紅外線測距儀和激光測距儀，目前所說的紅外線測距儀指的就是激光紅外線測距儀，也就是激光測距儀。由于紅外線在穿越其它物質(zhì)時折射率很小，不易擴散，因此，紅外線被廣泛地應(yīng)用于長距離測距儀。目前，光測距方法主要有脈沖飛行時間測距法和相位法，脈沖飛行時間測距法是通過短脈沖激光往返待測距離的飛行時間與速度的乘積進行測距，相位法是通過比較被調(diào)制的連續(xù)激光往返傳播造成的相位延遲，間接測量出往返時間，再根據(jù)時間與速度的乘積進行測距，上述測距方法的本質(zhì)均是測量紅外線往返的時間，需要采用復(fù)雜的輔助電子裝置來測量光脈沖飛行時間間隔或被調(diào)制連續(xù)光的相位，對設(shè)備的要求高。而發(fā)明人在試驗中發(fā)現(xiàn)，紅外線在傳播過程中，光強會衰減，隨著傳播距離的增加，衰減也越大，發(fā)明人基于該特性設(shè)計了一種新的測距方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種利用紅外線光強隨傳輸距離衰減的特性，對設(shè)備要求較低，成本較低的基于脈沖寬度檢測的紅外測距方法及裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種基于脈沖寬度檢測的紅外測距裝置，包括處理器，紅外發(fā)射模塊和信號處理模塊，所述紅外發(fā)射模塊包括用于發(fā)射紅外脈沖信號的紅外發(fā)射管以及用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的脈沖驅(qū)動電路，所述脈沖驅(qū)動電路連接至所述處理器；所述信號處理模塊包括用于接收紅外脈沖信號的紅外線接收管，所述紅外線接收管的正極接地，負極通過串聯(lián)的限流電阻R1連接至電源Vdd；所述紅外線接收管的負極還連接有串聯(lián)設(shè)置的隔直電路和放大整形電路，所述放大整形電路的輸出端連接至所述處理器。

進一步的，所述隔直電路為隔直電容C1。

進一步的，所述放大整形電路包括三極管Q1，所述三極管Q1的發(fā)射極接地，集電極通過串聯(lián)的電阻R3連接至電源Vcc，所述三極管Q1的基極與所述電源Vcc之間串聯(lián)有偏置電阻R2；所述三極管Q1的基極與所述隔直電路的輸出端相連，所述三極管Q1的集電極連接至所述處理器。

一種基于脈沖寬度檢測的紅外測距方法，測距前，先獲取上述的基于脈沖寬度檢測的紅外測距裝置，并采用如下步驟對所述紅外測距裝置進行測距建表：

A、對距離為S的測距空間進行測量，將所述紅外測距裝置置于該測距空間的一側(cè)，通過處理器控制脈沖驅(qū)動電路驅(qū)動所述紅外發(fā)射管向該測距空間的另一側(cè)發(fā)射固定頻率f和固定占空比D1的紅外脈沖信號，所述紅外線接收管接收到反射的紅外脈沖信號后，會在電源Vdd與地之間產(chǎn)生交流電信號，該交流電信號經(jīng)過所述隔直電路和所述放大整形電路處理后輸出矩形波；所述處理器將接收到的矩形波信號的占空比D2、以及發(fā)射的紅外脈沖信號的固定頻率f和固定占空比D1、測距空間的距離S作為一組對應(yīng)參數(shù)進行儲存；

B、每次只改變測距空間的距離S，固定頻率f和固定占空比D1中的一項參數(shù)，重復(fù)步驟A，完成矩形波信號的占空比D2與發(fā)射的紅外脈沖信號的固定頻率f、固定占空比D1以及距離S相對應(yīng)的測距表；