[發(fā)明專利]測距系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110135562.7
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112816989A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 張少林;吳瑾照
• 申請（專利權）人: 深圳市威富視界有限公司
• 主分類號: G01S15/86
• 分類號: G01S15/86;G01S15/10;G01S17/08;G01S7/481;G01S7/521
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

本申請涉及一種測距系統(tǒng)，包括聲光晶體、激光發(fā)射裝置、超聲波發(fā)射裝置和信號接收處理裝置，激光發(fā)射裝置和信號接收處理裝置分別設置于聲光晶體的相對兩側，超聲波發(fā)射裝置與待測目標物分別設置于聲光晶體的相對兩側，且激光發(fā)射裝置與超聲波發(fā)射裝置位于聲光晶體的相鄰兩側；激光發(fā)射裝置發(fā)射激光至聲光晶體，超聲波發(fā)射裝置發(fā)射超聲波至聲光晶體，信號接收處理裝置采集射入聲光晶體的超聲波與激光發(fā)生聲光效應所產(chǎn)生的第一次的衍射光信號，以及采集到達待測目標物表面后返回的超聲波與激光發(fā)生聲光效應所產(chǎn)生的第二次的衍射光信號并獲取采集的時間差，根據(jù)時間差和預設的超聲傳播速度得到測量距離。采用本申請，測量精度高且使用范圍廣。

技術領域

本申請涉及測量技術領域，特別是涉及一種測距系統(tǒng)。

背景技術

隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了非接觸測量技術。非接觸測量是以光電、電磁等技術為基礎，在不接觸被測物體表面的情況下，得到物體表面參數(shù)信息的測量方法。例如，對于非接觸測量距離來說，基于飛行時間測量距離的主要包括超聲測距和激光測距。

傳統(tǒng)的超聲測距的精度不高，誤差較大，而激光測距雖然在測距精度上優(yōu)于超聲測距，但是由于激光針對于透明以及半透明物體測試效果不佳，激光在渾濁的液體、可見度不高以及有霧霾的大氣中傳播性不好，因此會限制激光測距的使用的范圍。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠提高測量精度且使用范圍廣的測距系統(tǒng)。

一種測距系統(tǒng)，包括：聲光晶體、激光發(fā)射裝置、超聲波發(fā)射裝置和信號接收處理裝置，所述激光發(fā)射裝置和所述信號接收處理裝置分別設置于所述聲光晶體的相對兩側，所述超聲波發(fā)射裝置與待測目標物分別設置于所述聲光晶體的相對兩側，且所述激光發(fā)射裝置與所述超聲波發(fā)射裝置位于所述聲光晶體的相鄰兩側；

所述激光發(fā)射裝置發(fā)射激光至聲光晶體，所述超聲波發(fā)射裝置發(fā)射超聲波至所述聲光晶體，所述信號接收處理裝置采集射入所述聲光晶體的超聲波與激光發(fā)生聲光效應所產(chǎn)生的第一次的衍射光信號，以及采集經(jīng)過所述聲光晶體到達所述待測目標物表面后返回的超聲波與所述聲光晶體內(nèi)的激光發(fā)生聲光效應所產(chǎn)生的第二次的衍射光信號，并獲取采集所述第一次的衍射光信號和第二次的衍射光信號的時間差，根據(jù)所述時間差和預設的超聲傳播速度得到測量距離。

上述測距系統(tǒng)，通過將激光與超聲波的聲光效應應用到距離測量當中，將傳統(tǒng)的超聲測距和激光測距的優(yōu)點融合在一起，首先，測得的測量距離是基于超聲波傳播，那么在相同飛行時間精度下，超聲波的聲速僅有光速的十萬分之一，相對激光測距的精度也有很大幅度的提高；其次，以聲光效應實現(xiàn)超聲信號向光學信號轉換，基于聲光效應測距，超聲波對色彩、光照度不敏感，可適用于識別透明、半透明及漫反射差的物體，可以用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強等惡劣環(huán)境測距，從而可以克服環(huán)境敏感問題，獲得復雜環(huán)境下高精度的距離測量。因此，可以彌補超聲測距精度不高以及激光測距對環(huán)境敏感的問題，測量精度高且使用范圍廣。

在其中一個實施例中，所述激光的入射方向和所述超聲波的入射方向相互垂直。

在其中一個實施例中，所述激光發(fā)射裝置為紅外激光器。

在其中一個實施例中，所述超聲波發(fā)射裝置包括激勵信號控制器和超聲換能器，所述激勵信號控制器連接所述超聲換能器，所述超聲換能器設置于所述聲光晶體的與所述待測目標物相對的一側；

所述激勵信號控制器發(fā)送脈沖信號至所述超聲換能器，所述超聲換能器接收所述脈沖信號并發(fā)射超聲波至所述聲光晶體。

在其中一個實施例中，所述信號接收處理裝置包括光電探測器和計算單元，所述光電探測器連接所述計算單元，所述光電探測器設置于所述聲光晶體的與所述激光發(fā)射裝置相對的一側；

所述光電探測器接收所述第一次的衍射光信號并記錄時間得到第一時刻，接收所述第二次的衍射光信號并記錄時間得到第二時刻；所述計算單元根據(jù)所述第一時刻、所述第二時刻和所述超聲傳播速度計算得到測量距離。