[發明專利]一種基于激光自混合技術的自動測距測量系統及方法

在審

• 申請號: 202010063839.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111175722A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 蘇東澤;信朝陽;喬道鵬
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/08
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種基于激光自混合技術的自動測距測量系統，其特征在于，包括激光混合裝置、空間驅動單元、上位機、中央處理器、圖像處理單元、信號處理器和CAT掃描儀，

其中，所述CAT掃描儀用于對被測對象進行軸向斷層掃描，獲取被測對象的三維結構信息，并將所述被測對象的三維結構信息傳輸給所述上位機；

所述上位機用于解析所述被測對象的三維結構信息生成被測對象的三維結構模型并發送給所述中央處理器，根據被測對象的待測量位置生成驅動控制信號；

所述空間驅動單元用于響應所述驅動控制信號，控制所述激光混合裝置移動到被測對象的待測量位置；

所述激光混合裝置用于對待測量位置發射激光，將反射激光與發射激光進行混合形成混合光，并將混合光轉化為電信號后發送給所述信號處理器；

所述信號處理器用于對所述電信號進行解析，獲得被測位置的圖像信息，并將所述圖像信息發送給所述圖像處理單元；

所述圖像處理單元用于將所述圖像信息轉化為被測位置的三維結構模型后傳輸給所述中央處理器；

所述中央處理器用于將所述被測對象的三維結構模型與被測位置的三維結構模型進行比對處理，獲得測量數據，并將所述測量數據傳輸給所述上位機。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述激光混合裝置包括激光器、混頻器、準直透鏡以及濾波器，

其中，所述激光器用于發送發射激光和接受反射激光，并將發射激光與反射激光進行混合生成混合光，

準直透鏡用于將發射激光生成平行光發射到待測量位置，并將待測量位置反射回來的反射激光傳輸到所述混頻器內部的諧振腔，

所述混頻器用于將混合光進行混頻處理后轉化為電信號傳輸給濾波器，

所述濾波器用于對所述電信號進行濾波后傳輸給所述信號處理器。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述空間驅動單元包括模塊化機械臂和驅動控制器，

其中，所述驅動控制器響應所述驅動控制信號，控制所述模塊機械臂帶動所述激光混合裝置到達被測對象的待測量位置。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述上位機還用于根據接收到的測量數據，控制所述空間驅動單元對所述激光混合裝置進行位置校準。

5.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述激光混合裝置還包括放大器，所述放大器用于對所述電信號進行強度放大后傳輸給所述濾波器。

6.根據權利要求2或5所述的系統，其特征在于，所述激光混合器還包括保護電路結構，所述保護電路結構用于為所述激光器提供安全的工作環境。

7.一種基于激光自混合技術的自動測距測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、CAT掃描儀對被測對象進行軸向斷層掃描，獲取得到被測對象的三維結構信息，并將被測對象的三維結構信息傳輸給所述上位機；

S2、上位機解析所述被測對象的三維結構信息生成被測對象的三維結構模型并發送給中央處理器，根據被測對象的待測量位置生成驅動控制信號；

S3、空間驅動單元響應所述驅動控制信號，控制所述激光混合裝置移動到被測對象的待測量位置；

S4、激光混合裝置對待測量位置發射激光，將反射激光與發射激光進行混合形成混合光，并將混合光轉化為電信號后發送給所述信號處理器；

S5、信號處理器對所述電信號進行解析獲得被測位置的圖像信息，并將所述圖像信息發送給所述圖像處理單元；

S6、圖像處理單元將所述圖像信息轉化為被測位置的三維結構模型后傳輸給所述中央處理器；

S7、中央處理器用于將所述被測對象的三維結構模型與被測位置的三維結構模型進行比對處理，獲得測量數據，并將所述測量數據傳輸給所述上位機。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟S5還包括通過濾波器對所述電信號進行濾波處理后發送給所述信號處理器。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，將電信號進去濾波器濾波處理之前通過放大器對所述電信號進行強度放大。

10.根據權利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，利用上位機接收到的測量數據，控制所述空間驅動單元對所述激光混合裝置進行位置校準，再重復S2-S7。