[發(fā)明專利]單光路系統(tǒng)的測距裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911157558.X
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN112946677A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃耀勇
• 申請（專利權(quán)）人: 黃耀勇
• 主分類號: G01S17/36
• 分類號: G01S17/36;G01S17/10;G01S7/497
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 石慧

本申請涉及一種單光路系統(tǒng)的測距裝置，包括信號產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生第一電信號和第二電信號；信號發(fā)射模塊與信號產(chǎn)生模塊連接，用于對第一電信號進行補償處理后轉(zhuǎn)換為光信號，并將光信號以及補償后的第一電信號傳輸至所述信號接收模塊；信號接收模塊分別與信號產(chǎn)生模塊以及信號發(fā)射模塊連接，用于接收第二電信號、第一電信號以及光信號的反射信號，并根據(jù)反射信號、第二電信號形成第一混頻信號以及根據(jù)第一電信號、第二電信號形成第二混頻信號；信號處理模塊與信號接收模塊連接，用于對接收的第一混頻信號和第二混頻信號進行處理以輸出測量距離。該測距裝置通過對第一電信號進行補償處理，可以消除溫度變化的影響，提高測量結(jié)果的穩(wěn)定性和精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電測距技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單光路系統(tǒng)的測距裝置。

背景技術(shù)

激光測距在激光雷達，建筑施工、工業(yè)傳感器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。激光測距儀器對測量精度要求很高，因此其電路的復(fù)雜程度與精密器件的需求也大大提高。環(huán)境因素如溫度以及器件使用壽命對器件性能的影響進而導(dǎo)致器件產(chǎn)生的相位漂移，不可忽視。

以相位式測量為例，傳統(tǒng)的，雙光路系統(tǒng)的兩個發(fā)光器件(如激光二極管)受光路的限制，安裝位置存在一定的距離且其周圍的散熱空間不一樣，通常存在較大的溫差，導(dǎo)致兩個發(fā)光器件的等效電阻不一樣，從而使測距結(jié)果隨溫度的變化而變化，同時還存在光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)體積大等缺點。而單光路系統(tǒng)中，因為只有一個發(fā)光單元，驅(qū)動電路不對稱，發(fā)光單元對溫度非常敏感，其阻抗值變化范圍大，導(dǎo)致驅(qū)動電路的負(fù)載阻抗變化，驅(qū)動電路的靜態(tài)工作點隨負(fù)載阻抗的變化而變化，從而引起信號的相位和時延變化。因此傳統(tǒng)的雙光路、單光路系統(tǒng)的測距裝置都無法消除電路系統(tǒng)的附加相移和時延，在工作溫度范圍內(nèi)，測量結(jié)果隨溫度的變化大，精度差。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N單光路系統(tǒng)的測距裝置，可以消除工作溫度的變化對測距裝置測量結(jié)果的影響，提高測量結(jié)果的穩(wěn)定性和精度。

一種單光路系統(tǒng)的測距裝置，所述裝置包括：信號產(chǎn)生模塊、信號發(fā)射模塊、信號接收模塊以及信號處理模塊；

所述信號產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生第一電信號和第二電信號，并將所述第一電信號傳輸至所述信號發(fā)射模塊，將所述第二電信號傳輸至所述信號接收模塊；

所述信號發(fā)射模塊與所述信號產(chǎn)生模塊連接，用于對所述第一電信號進行補償處理后轉(zhuǎn)換為光信號，并將所述光信號以及補償后的第一電信號傳輸至所述信號接收模塊；

所述信號接收模塊分別與所述信號產(chǎn)生模塊以及信號發(fā)射模塊連接，用于接收所述光信號的反射信號、所述第二電信號以及所述第一電信號，并根據(jù)所述反射信號、所述第二電信號形成第一混頻信號以及根據(jù)所述第一電信號、第二電信號形成第二混頻信號；

所述信號處理模塊與所述信號接收模塊連接，用于對接收的所述第一混頻信號和所述第二混頻信號進行處理以輸出測量距離。

在一實施例中，所述信號發(fā)射模塊包括驅(qū)動單元、發(fā)光單元和第一補償單元；

所述第一電信號通過所述驅(qū)動單元以及發(fā)光單元傳輸至信號接收模塊為第一路徑；所述第一電信號通過所述驅(qū)動單元傳輸至信號接收模塊為第二路徑；

所述驅(qū)動單元分別與所述信號產(chǎn)生模塊、所述第一補償單元、所述發(fā)光單元和信號接收模塊連接，用于接收所述第一電信號，并在所述第一路徑與所述發(fā)光單元導(dǎo)通，在所述第二路徑與所述第一補償單元導(dǎo)通；

所述發(fā)光單元與所述信號接收模塊連接，用于根據(jù)所述第一電信號產(chǎn)生光信號，并將光信號傳輸至信號接收模塊；

所述第一補償單元與所述信號接收模塊連接，用于對所述第一電信號進行補償處理。

在一實施例中，所述第一補償單元包括電容、電阻、激光二極管或等效電阻值與所述發(fā)光單元的等效電阻值相等的電路，用于補償所述第二路徑的阻抗，以使所述第一路徑和第二路徑的阻抗相同。