[发明专利]激光测距系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，特别一种分辨率、测速、测程可变的激光测距系统。

背景技术

激光相位测距方法是通过激光作为光源对目标距离进行精确测定的一种方法，目前激光测距主要通过干涉法、相位法、脉冲法三种方式实现。其中干涉法激光测距对震动很敏感，只适于测量相对位移量，在无震动、测程很短的精密测量中能适用，因此这种激光测距方法应用范围较窄，不能得到较为广泛的应用。脉冲法激光测距是通过将激光脉冲飞行时间换算成测程的方式进行测距，由于激光发射器能在瞬间输出超强功率的红外波段的激光脉冲，且单次脉冲持续的时间很短，因此该测距方法的优点是：超远程、对人体无伤害、抗干扰能力较强等；缺点是，测量分辨率低。相位式激光测距方式是通过计算二个频率较高的测量信号的相位差来计算测程，激光发射器发射的是经调制的可见光，所以该测距方法的优点是：测量分辨率高，应用灵活；缺点是：测程短，单次测量速度较慢，由于使用的是可见光，抗可见光干扰的能力差。

在人们进行测距活动的过程中，测量的距离越短，要求的分辨率就越高，测距的速度也要求较快，测量的距离越远，要求的分辨率就越低，测距的速度要求不高。这就是我们在大多数实际应用中要求的状况。比如，我们在室内装修或建筑测量中，测程一般在100米以内，但是测量分辨率要求较高，在毫米级的水平；再比如，在机动车辆安全距离检测的应用中，测量距离在某个范围以内时，测量分辨率要求在毫米级，测量速度也要求较快，当测量距离在某个范围以外时，测量的分辨率就显得并不重要。在测距望远镜的实际应用中，能做到近距离分辨率较高，且盲区较小，那么该测距望远镜就显得更有优势。因此对于激光测距系统来说，最好能做到测量的分辨率、测速、测程灵活可变，然而就现有技术而言，实现这种方式将会使激光测距系统的成本大幅升高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种分辨率、测速、测程可变的激光测距系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供激光测距系统，其包括：发射模块，所述发射模块包括正弦波发射信号形成电路、正弦波调制激光驱动电路、脉冲激光驱动电路、双刀双掷继电器、激光二极管、发射透镜和单片机微控制器电路，正弦波发射信号形成电路与正弦波调制激光驱动电路连接，所述正弦波调制激光驱动电路、脉冲激光驱动电路分别与所述双刀双掷继电器的两个输入端连接，所述双刀双掷继电器的输出端与所述激光二极管连接，所述激光二极管发出光经发射透镜变为平行光，所述单片机微控制器电路与所述双刀双掷继电器连接，所述控制所述双刀双掷继电器使正弦波调制激光驱动电路或脉冲激光驱动电路向所述激光二极管发送信号；接收模块，所述接受模块包括接收透镜、APD雪崩光电二极管、APD偏压自混频运放电路、本振耦合APD偏压电路、所述收透镜用于接收反射光并照射在APD雪崩光电二极管上，APD雪崩光电二极管上与APD偏压自混频运放电路连接，APD偏压自混频运放电路与本振耦合APD偏压电路连接；混频电路，所述混频电路的信号输入端与激光二极管驱动电路的信号输出端连接，混频电路的本振频率输入端与正弦波本振形成电路连接，所述正弦波本振形成电路还与本振耦合APD偏压电路的本振频率输入端连接；所述混频电路的输出端通过运放整形电路与一计时电路连接，所述APD偏压自混频运放电路通过运放整形电路与所述计时电路连接。

优选地，所述计时电路通过一CPLD逻辑器件实现。

优选地，所述本振耦合APD偏压电路为倍压升压及本振耦合APD偏压电路，所述倍压升压及本振耦合APD偏压电路与PWM缓冲驱动电路连接，所述倍压升压及本振耦合APD偏压电路通过PWM信号的占空比控制升压值，所述倍压升压及本振耦合APD偏压电路还与一APD偏压取样电路连接，所述APD偏压取样电路与所述单片机微控制器电路连接，所述单片机微控制器电路与所述CPLD逻辑器件连接，所述CPLD逻辑器件与所述PWM缓冲驱动电路连接；单片机微控制器电路根据APD偏压取样电路反馈信号大小通过所述CPLD逻辑器件控制PWM缓冲驱动电路的信号输出。

优选地，所述正弦波本振形成电路为缓冲正弦波本振形成电路，该缓冲正弦波本振形成电路的信号输入端与所述CPLD逻辑器件连接，所述CPLD逻辑器件输出本振方波信号给所述缓冲正弦波本振形成电路。

优选地，所述脉冲激光驱动电路还与一脉冲激光控制电路连接，所述脉冲激光控制电路与所述CPLD逻辑器件连接，所述CPLD逻辑器件通过所述脉冲激光控制电路控制所述脉冲激光驱动电路的脉冲输出频率。