[發(fā)明專利]一種激光測距方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010421451.8
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111538026B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程坤
• 申請（專利權(quán)）人: 福瑞泰克智能系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S7/487
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

1.一種激光測距方法，其特征在于，包括：

發(fā)射端向目標(biāo)探測區(qū)域發(fā)射激光脈沖，所述激光脈沖根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)制信號進(jìn)行幅度調(diào)制得到；

接收端接收回波脈沖，對所述回波脈沖進(jìn)行解調(diào)，得到所述回波脈沖的第一幅度序列，所述回波脈沖包括所述目標(biāo)探測區(qū)域中的探測對象對激光脈沖進(jìn)行反射得到的反射脈沖；

所述接收端獲取所述激光脈沖的第二幅度序列；

所述接收端基于所述第一幅度序列確定多個子序列，生成子序列集合；

所述接收端對所述子序列集合中的每個子序列與所述第二幅度序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，確定目標(biāo)子序列；

所述接收端根據(jù)所述目標(biāo)子序列與所述第二幅度序列的相位關(guān)系確定自所述激光脈沖發(fā)射至所述反射脈沖被接收的時間間隔；

所述接收端根據(jù)所述時間間隔確定所述探測對象的距離信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端基于所述第一幅度序列確定多個子序列，生成子序列集合包括：

所述接收端獲取所述第二幅度序列的序列長度以及所述第二幅度序列中單個幅度值對應(yīng)的脈沖寬度；

所述接收端以所述脈沖寬度為步進(jìn)值，在所述第一幅度序列中截取長度等于所述序列長度的子序列，生成子序列集合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端對所述子序列集合中的每個子序列與所述第二幅度序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，確定目標(biāo)子序列包括：

所述接收端計(jì)算所述子序列集合中的每個子序列與所述第二幅度序列之間的自相關(guān)系數(shù)；

所述接收端獲取與所述第二幅度序列之間的自相關(guān)系數(shù)最小的子序列，作為目標(biāo)子序列。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端基于所述第一幅度序列和所述第二幅度序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，確定自所述激光脈沖發(fā)射至所述反射脈沖被接收的時間間隔之前，還包括：

所述接收端對所述第一幅度序列進(jìn)行卡爾曼濾波。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端包括探測器陣列，所述探測器陣列包括多個探測單元，每個所述探測單元包括聚焦微透鏡、單點(diǎn)探測器、跨阻放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和隨機(jī)存取存儲器，所述聚焦微透鏡與所述單點(diǎn)探測器一一對應(yīng)，所述跨阻放大器與所述單點(diǎn)探測器電連接，所述跨阻放大器設(shè)置于所述單點(diǎn)探測器下方，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與所述跨阻放大器和所述隨機(jī)存取存儲器電連接；

所述接收端接收回波脈沖，對所述回波脈沖進(jìn)行解調(diào)，得到所述回波脈沖的第一幅度序列包括：

所述聚焦微透鏡將所述回波脈沖匯聚至所述單點(diǎn)探測器；

所述單點(diǎn)探測器接收所述回波脈沖，將所述回波脈沖轉(zhuǎn)換成電流信號；

所述跨阻放大器將所述電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集所述電壓信號，將所述電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號；將所述數(shù)字脈沖信號發(fā)送至所述隨機(jī)存取存儲器中進(jìn)行存儲，得到所述第一幅度序列。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收端還包括窄帶濾波片，所述窄帶濾波片用于過濾所述回波脈沖中的環(huán)境光。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收端獲取所述激光脈沖的第二幅度序列包括：

所述接收端獲取所述調(diào)制信號，將所述調(diào)制信號的幅度序列作為所述激光脈沖的第二幅度序列；

或者，

所述接收端獲取監(jiān)控光電二極管輸出的幅度信息，將所述幅度信息作為所述激光脈沖的第二幅度序列；其中，所述監(jiān)控光電二極管用于監(jiān)控所述激光脈沖。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射端包括驅(qū)動組件、激光發(fā)射器和出射光學(xué)元件，所述驅(qū)動組件與所述激光發(fā)射器電連接；

所述發(fā)射端向目標(biāo)探測區(qū)域發(fā)射激光脈沖包括：

所述驅(qū)動組件根據(jù)所述預(yù)設(shè)的調(diào)制信號生成驅(qū)動脈沖信號，將所述驅(qū)動脈沖信號發(fā)送至所述激光發(fā)射器；

所述激光發(fā)射器響應(yīng)于所述驅(qū)動脈沖信號向所述目標(biāo)探測區(qū)域發(fā)射激光脈沖；

所述出射光學(xué)元件對所述激光脈沖進(jìn)行分束處理，使得分束處理的所述激光脈沖均勻照亮整個目標(biāo)探測區(qū)域。

9.一種激光測距系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，其特征在于：

所述發(fā)射端用于向目標(biāo)探測區(qū)域發(fā)射激光脈沖，所述激光脈沖根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)制信號進(jìn)行幅度調(diào)制得到；

所述接收端用于接收端接收回波脈沖，對所述回波脈沖進(jìn)行解調(diào)，得到所述回波脈沖的第一幅度序列，所述回波脈沖包括所述目標(biāo)探測區(qū)域中的探測對象對激光脈沖進(jìn)行反射得到的反射脈沖；獲取所述激光脈沖的第二幅度序列；基于所述第一幅度序列確定多個子序列，生成子序列集合；對所述子序列集合中的每個子序列與所述第二幅度序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，確定目標(biāo)子序列；根據(jù)所述目標(biāo)子序列與所述第二幅度序列的相位關(guān)系確定自所述激光脈沖發(fā)射至所述反射脈沖被接收的時間間隔；根據(jù)所述時間間隔確定所述探測對象的距離信息。