[发明专利]一种激光测速仪及激光测速方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于移动式或固定式车辆交通管理系统中的脉冲式激光测速仪及其激光测速方法，属于速度测量技术领域。

背景技术

在交通工程上，速度是计量与评估道路绩效和交通状况的基本重要数据之一。速度数据的搜集方法有许多种，包括人工测量固定距离行驶时间、压力皮管法、线圈法、影像处理法、雷达测速法与激光测速法等，其中后两者属于携带容易而且精确度高的方法，因此我国交通部门普遍使用微波雷达测速方法和激光测速法对车辆进行测速，但这种两种测速方法目前还存在诸多缺陷；雷达的发散角很大，在测量范围内有多辆车的情况下容易出现误判，而且近年来市场上出现了探测雷达微波的“电子狗”反侦测装置，它能提前提醒车主电子眼或测速雷达的存在，那么微波雷达测速就起不到应有的作用；中国国家知识产权局于1999-3-10公开了名为“一种斜波辅助测时精密脉冲激光测速仪”的专利，利用斜波辅助测时方法提高测时和测距的精度，最终实现测速精度的提高；但由于斜波辅助测时通过模拟电路对电容充电实现，而模拟电路易受外界环境影响，故其稳定性欠佳；且由于激光回波信号会根据不同反射率目标而变化由此而产生测距误差，这一误差会严重影响测速精度，现有技术并未对其进行处理因而不能达到所谓的高精度测速。

发明内容

本发明所要解决的问题就是针对现有技术所存在的缺陷提供一种激光测速仪及激光测速方法，仪器结构简单、操作方便、成本低的，通过激光回波信号的处理结合高精度距离修正，实现激光测速的高精度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种激光测速仪，包括微处理单元、显示测速结果的显示单元、由微处理单元触发工作的激光发射单元、接收由目标物反射的激光回波信号的激光接收单元，其特征在于：还包括由激光发射单元在发出信号的同时触发计时的计时单元以及可输出两路具有时间差信号的回波边沿转换单元；所述计时单元的信号触发端与激光发射单元连接，计时单元的信号输出端连接微处理单元；所述回波边沿转换单元的信号输入端与激光接收单元连接，回波边沿转换单元的信号输出端连接计时单元的信号输入端。

进一步的，所述计时单元包括第一计时电路与第二计时电路，计时单元中设有信号输入端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，信号输出端O2连接第二计时电路，信号输入端T2与信号触发端T3由第一计时电路与第二计时电路共用；所述信号触发端T3连接激光发射单元，所述的信号输出端O1与信号输出端O2连接微处理单元。

进一步的，所述信号输出端O1与信号输出端O2均为四线制SPI接口。

进一步的，所述回波边沿转换单元包括第一比较电路、第二比较电路以及为第一比较电路、第二比较电路提供不同门限电压的门限电路；回波边沿转换单元中设有信号输入端T0、信号输出端O3、信号输出端O4，其中信号输入端T0通过门限电路分别连接第一比较电路与第二比较电路，信号输出端O3连接第一比较电路，信号输出端O4连接第二比较电路；所述信号输入端T0连接激光接收单元，所述信号输出端O3与计时单元中的信号输入端T1相连，信号输出端O4与计时单元中的信号输入端T2相连。

为解决上述技术问题，本发明还提出了一种激光测速方法，其特征在于包括如下步骤：

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

2)激光接收单元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；

3)回波边沿转换单元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；

4)计时单元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)微处理单元从计时单元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。

进一步的，回波边沿转换单元的激光回波信号处理与微处理单元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；