[发明专利]距离测量仪器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及距离测量仪器和距离测量方法。

具体地，本发明涉及这样一种距离测量仪器和方法，其中向物体发射 调制测量光，以及其中检测和分析从物体接收回的测量光。基于这个分析 确定代表到物体距离的值。

背景技术

常规的距离测量仪器包括测量光的激光生成脉冲，以及向物体引导测 量光的脉冲的光学器件。向光传感器提供从物体接收回的测量光脉冲，以 生成与光脉冲相应的电信号，并放大和分析电脉冲信号。所述分析包括在 随后脉冲之间的发生时间的确定，以基于所确定的发生时间来确定到物体 的距离。

已经知道的是，可在测量精度、测量速度和距离测量范围中的至少一 个方面改进常规的距离测量仪器和方法。

US 2005/0094238A1公开一种距离测量仪器，包括光源，光检测器， 配置为引导从光源朝向物体发出的检测光并向检测器引导从物体接收回的 检测光的光学器件，第一信号分析器，第二信号分析器和可变增益放大器， 其中光传感器的输出连接到可变增益放大器的输入，并且可变增益放大器 的输出连接到第一信号分析器的信号输入，第一信号分析器的输出连接到 可变增益放大器的增益设置输入，可变增益放大器的输出连接到第二信号 分析器的输入，并且其中第二信号分析器配置为确定相对于向物体引导的 测量光的脉冲的发射时间的提供到其输入的信号的预定信号特征的发生时 间。

EP 0848495A2公开了在光学通信系统中使用的信号放大器电路。该 信号放大器电路包括包含信号延迟模块的电路部分，第一信号分析器，可 变增益放大器和限幅放大器，其中信号输入连接到信号延迟模块和第一信 号分析器，信号延迟模块的输出连接到可变增益放大器的信号输入，第一 信号分析器的输出连接到可变增益放大器的增益设置输入，并且可变增益 放大器的输出连接到限幅放大器的输入。

发明内容

本发明的目的为改进从US 2005/0094238A1中已知的距离测量仪器， 这样所检测的光脉冲使用适于相应的光脉冲振幅的增益放大，并且提供在 其中对于距离测量更多数量的光脉冲可用的距离测量系统。

该目的通过提供如在所附权利要求1限定的距离测量仪器和在所附权 利要求13中限定的距离测量方法来解决。

在从属权利要求中限定有利的实施例。

根据本发明实施例，该距离测量仪器包括：可变增益放大器，用于放 大所检测的信号，其中当所检测的信号具有低强度时，应用较大的增益； 以及其中当所检测的信号具有相对高强度时，应用相对较低的增益。

根据本发明的其他实施例，该距离测量仪器包括：第一分析器，用于 分析所检测的信号，从而可基于该分析的结果设置所述可变增益放大器的 增益。

根据另一实施例，该距离测量仪器包括：信号延迟模块，用于延迟所 检测的信号的第一部分，其中在延迟所述第一部分的同时，执行所检测的 信号的第二部分的第一分析。然后，可从所检测的信号的所分析的第二部 分导出增益值，以及将所导出的增益值提供至可变增益放大器，从而当所 检测的信号的所延迟的第一部分用于放大时，设置可变增益放大器的增益。 然后，可变增益放大器将根据当前提供的增益值放大所检测的信号。

在特定实施例中，确定增益值，使得从可变增益放大器输出的所放大 的信号具有基本恒定的强度，其相对地独立于所检测的信号的强度。然后， 对于所放大的信号进行进一步分析，其中这个分析相对地独立于原始检测 的信号的强度。在实践中这可能特别有利，因为依据物体到测量仪器的距 离和物体的反射率，从物体接收回的测量光和相应检测的信号可以以多个 数量级改变。

根据本发明的示例性实施例，一种距离测量仪器，包括：至少一个光 源；至少一个光检测器；光学器件，用于向物体引导从所述至少一个光源 发射的测量光，以及向所述至少一个检测器引导从所述物体接收回的测量 光；信号延迟模块；第一信号分析器；以及可变增益放大器；其中：所述 至少一个光传感器的输出连接至所述信号延迟模块的输入；所述至少一个 光传感器的输出连接至所述第一信号分析器的信号输入；所述信号延迟模 块的输出连接至所述可变增益放大器的信号输入；以及所述第一信号分析 器的输出连接至所述可变增益放大器的增益设置输入。