[发明专利]一种激光测速仪及激光测速方法

权利要求书

1.一种激光测速仪，包括微处理单元(1)、显示测速结果的显示单元(2)、由微处理单元(1)触发工作的激光发射单元(3)、接收由目标物反射的激光回波信号的激光接收单元(4)，其特征在于：还包括由激光发射单元(3)在发出信号的同时触发计时的计时单元(5)以及可输出两路具有时间差信号的回波边沿转换单元(6)；所述计时单元(5)的信号触发端与激光发射单元(3)连接，计时单元(5)的信号输出端连接微处理单元(1)；所述回波边沿转换单元(6)的信号输入端与激光接收单元(4)连接，回波边沿转换单元(6)的信号输出端连接计时单元(5)的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种激光测速仪，其特征在于：所述计时单元(5)包括第一计时电路(51)与第二计时电路(52)，计时单元(5)中设有信号输入端T1、信号输入端T2、信号触发端T3、信号输出端O1及信号输出端O2，其中信号输入端T1与信号输出端O1连接第一计时电路(51)，信号输出端O2连接第二计时电路(52)，信号输入端T2与信号触发端T3由第一计时电路(51)与第二计时电路(52)共用；所述信号触发端T3连接激光发射单元(3)，所述的信号输出端O1与信号输出端O2连接微处理单元(1)。

3.根据权利要求2所述的一种激光测速仪，其特征在于：所述信号输出端O1与信号输出端O2均为四线制SPI接口。

4.根据权利要求2所述的一种激光测速仪，其特征在于：所述回波边沿转换单元(6)包括第一比较电路(61)、第二比较电路(62)以及为第一比较电路(61)、第二比较电路(62)提供不同门限电压的门限电路(63)；回波边沿转换单元(6)中设有信号输入端T0、信号输出端O3、信号输出端O4，其中信号输入端T0通过门限电路(63)分别连接第一比较电路(61)与第二比较电路(62)，信号输出端O3连接第一比较电路(61)，信号输出端O4连接第二比较电路(62)；所述信号输入端T0连接激光接收单元(4)，所述信号输出端O3与计时单元(5)中的信号输入端T1相连，信号输出端O4与计时单元(5)中的信号输入端T2相连。

5.一种激光测速方法，其特征在于包括如下步骤：

1)微处理单元(1)输出信号触发激光发射单元(3)发出激光脉冲信号；激光发射单元(3)在发出激光脉冲信号的同时触发计时单元(5)开始计时；

2)激光接收单元(4)接收并放大由目标物反射回来的激光回波信号，将其输入回波边沿转换单元(6)；

3)回波边沿转换单元(6)将激光回波信号处理为两路具有时间差的信号输入计时单元(5)；

4)计时单元(5)接收到两路具有时间差的信号并停止计时，获得两个时间间隔；

5)微处理单元(1)从计时单元(5)中获取两个时间间隔进行计算得出这两个时间间隔所对应的两个距离值，对这两个距离值进行修正得出最终的修正距离值；根据修正距离值计算得出最终速度值。

6.根据权利要求5所述的一种激光测速方法，其特征在于：回波边沿转换单元(6)的激光回波信号处理与微处理单元(1)距离值修正方法包括：

1)设定n个不同反射率并具有不同标准距离标定的目标物；n个目标物的标准距离设定为D01～D0n；回波边沿转换单元(6)中设定门限电压V1与门限电压V2，且V2＞V1；

2)向具有标准距离D0n标定的第n个目标物发射一激光脉冲信号，分别测量门限电压为V1时的目标距离D1n以及门限电压为V2时的目标距离D2n；D1n与D2n即为两个时间间隔所对应的两个距离值；

3)目标物在门限电压V1与门限电压V2时的目标距离差设为ΔD，那么第n个目标物在门限电压V1与门限电压V2时的目标距离差：ΔDn＝D2n-D1n；

4)按照步骤2)、3)测量得出n个目标物在门限电压为V1时的目标距离D11～D1n；n个目标物在门限电压为V2时的目标距离D21～D2n；n个目标物的目标距离差ΔD1～ΔDn；

5)以标准距离D01～D0n作为应变量，n个目标物在门限电压为V1时的目标距离D11～D1n作为自变量1，n个目标物的距离差ΔD1-ΔDn作为自变量2进行二元线性回归建模；D0′＝m1×D1′+m2×ΔD′+b，并求出参数自变量1的修正系数m1，自变量2的修正系数m2、零点修正系数b，得出最后的修正值D0′，D0′即为修正距离值。

7.根据权利要求6所述的一种激光测速方法，其特征在于：微处理单元(1)通过计时单元(5)获得两个时间间隔后，利用公式S＝Ct/2分别求出目标物在第一个时间间隔所对应的距离值以及第二个时间间隔所对应的距离值；其中S即为目标距离，C为光速，t为计时单元(5)所记录的时间间隔。