[發明專利]高精度高頻次的脈沖激光測距傳感器

在審

• 申請號: 201810291138.X
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108508451A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 羅玉輝;何兵
• 申請（專利權）人: 深圳新亮智能技術有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高精度高頻次的脈沖激光測距傳感器，該傳感器包括用于發射脈沖激光至目標的激光發射裝置、用于把發散的脈沖激光準直為發散角很小的準平行光束的準直裝置、用于對離散的散射激光光束進行聚焦的聚焦裝置、光線接收裝置和控制系統；所述準直裝置位于激光發射裝置與目標之間，所述聚焦裝置位于光線接收裝置與目標之間；所述控制系統分別與光線接收裝置和激光發射裝置電連接。本發明的優勢在于脈沖激光測距傳感器能做到高精度高頻次，測距精度能達到1cm以下，測量頻次能達到8KHz以上；且其具有測距精度高、測量頻次大、工作溫度范圍寬、可靠性高、體積小、重量輕、易于集成等效果。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，尤其涉及一種高精度高頻次的脈沖激光測距傳感器。

背景技術

脈沖激光測距是探測器發出脈沖激光至目標上，再反射回探測器接收頭接收，通過記錄激光脈沖所用時間從而間接得到目標距離的技術。此距離為光速和所耗時間乘積的一半，由于光速很快，在1微秒的時間里，就已通過300米，因此脈沖激光測距存在著測量精度不高的缺點。同時，脈沖激光從發射到接收再到信號處理計算都需要一定時間，這就造成了激光測距頻次偏低的原因。

發明內容

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種測距精度高、可靠性高、體積小及重量輕的高精度高頻次的脈沖激光測距傳感器。

為實現上述目的，本發明提供一種高精度高頻次的脈沖激光測距傳感器，包括用于發射脈沖激光至目標的激光發射裝置、用于把發散的脈沖激光準直為發散角很小的準平行光束的準直裝置、用于對離散的散射激光光束進行聚焦的聚焦裝置、光線接收裝置和控制系統；所述準直裝置位于激光發射裝置與目標之間，所述聚焦裝置位于光線接收裝置與目標之間；所述控制系統分別與光線接收裝置和激光發射裝置電連接；

所述激光發射裝置發射紅外波段的脈沖激光，脈沖激光通過激光準直準直后輸出光斑小及發散角小的激光光束至目標；所述目標上離散的激光光束通過聚焦裝置聚焦后由光線接收裝置進行接收；

所述控制系統包括激光發射控制模塊、用于接收脈沖激光轉換為電信號的信號接收模塊、用于計算脈沖激光來回目標時間的計時模塊、通過脈沖激光來回時間來計算目標的數據處理模塊和距離信息輸出模塊；所述激光發射控制模塊與激光發射裝置相連接，所述信號接收模塊的輸入端分別與激光發射控制模塊及光線接收裝置相連接，且所述信號接收模塊的輸出端與計時模塊的輸入相連接，且所述計時模塊與數據處理模塊的輸入端相連接，且所述數據處理模塊的輸入端與距離信息輸出模塊相連接；所述距離信息輸出模塊將測量值轉化為能識別的數據格式反饋給用戶。

其中，所述控制系統還包括數據分析模塊，所述數據處理模塊通過數據分析模塊與距離信息輸出模塊相連接，所述數據分析模塊通過分析數據處理模塊處理的測量數據并根據系統誤差和測量誤差對測量值進行校正，矯正后的數據發送給距離信息輸出模塊。

其中，所述激光發射控制模塊上設置有可實現激光驅動電壓電流的穩定的恒壓恒流芯片，所述信號接收模塊上設置有濾波放大單元，所述信號接收模塊將接收到的脈沖激光轉換成電信號并進行濾波放大；所述計時模塊為高精度計時芯片。

其中，所述激光發射裝置的發射激光光束角度在10°到30°之間。

其中，所述聚焦裝置上設置有窗口片或濾光片，且所述聚焦裝置由一個凸透鏡或者多個依次前后排列的凸透鏡組成。

其中，所述光線接收裝置為光電二極管、光電三極管、雪崩二極管或硅光電池。