[发明专利]使用合成波激光测距的位置确定

权利要求书

1.一种使用合成波激光测距的位置确定装置，其包括：

至少三个激光测距传感器，每个被配置为朝向目标直射连续波光的传感器波束，其中所述传感器波束的波束扩展具有大于所述目标的宽度的宽度；

至少一个所述激光测距传感器被配置为组合来自每个被调谐到不同波长的至少三个连续波激光器的光束，以生成朝向所述目标直射的所述传感器波束；

所述激光测距传感器中的每个被配置为组合干涉波束与本地振荡器波束以生成合成波波束，其中所述干涉波束由从所述目标反射并干涉所述传感器波束的光产生，其中所述本地振荡器波束是通过将来自所述至少三个连续波激光器的光束频移不同的固定量产生的；

所述激光测距传感器中的每个包含光电探测器器件，所述光电探测器器件包括被配置为感测所述合成波波束的光电探测器阵列，并基于所述光电探测器阵列的输出测量到所述目标的距离；以及

控制器，其被配置为从每个所述激光测距传感器接收距离测量值并基于所述距离测量值计算所述目标在坐标系中的位置。

2.根据权利要求1所述的位置确定装置，其中：

所述光电探测器阵列包括数字照相机中的组件。

3.根据权利要求1所述的位置确定装置，其中所述激光测距传感器中的至少一个包括：

第一连续波激光器，其被配置为生成第一光束；

第二连续波激光器，其被配置为生成第二光束；

第三连续波激光器，其被配置为生成第三光束；

第一光组合器，其被配置为组合所述第一光束、所述第二光束以及所述第三光束以生成所述传感器波束；

望远镜，其被配置为将所述传感器波束聚焦在所述目标上，其中来自所述目标的反射光干涉所述传感器波束，从而产生所述干涉波束；

移频器单元，其被配置为接收所述第一光束、所述第二光束以及所述第三光束的一部分，并频移所述第一光束、所述第二光束以及所述第三光束以生成第一本地振荡器波束、第二本地振荡器波束以及第三本地振荡器波束；

第二光组合器，其被配置为组合所述干涉波束和所述第一本地振荡器波束、所述第二本地振荡器波束以及所述第三本地振荡器波束以生成所述合成波波束；

所述光电探测器器件包括被配置为感测所述合成波波束以生成输出信号的光电探测器阵列；以及

信号处理器，其被配置为处理来自所述光电探测器阵列的所述输出信号以检测由所述第一光束和所述第一本地振荡器波束的组合产生的第一外差，检测由所述第二光束和所述第二本地振荡器波束的组合产生的第二外差，检测由所述第三光束和所述第三本地振荡器波束的组合产生的第三外差，以及确定所述第一外差、所述第二外差以及所述第三外差中的每一个的光相位；

所述信号处理器被配置为基于所述第一光束的第一频率和所述第二光束的第二频率之间的差值确定第一合成波的第一合成波长，基于所述第一外差的第一光相位和所述第二外差的第二光相位间之间的差值确定所述第一合成波的第一合成相位，以及基于所述第一合成波长和所述第一合成相位确定到所述目标的距离。

4.根据权利要求3所述的位置确定装置，其中：

所述信号处理器被配置为基于所述第一光束的所述第一频率和所述第三光束的第三频率之间的差值确定第二合成波的第二合成波长，基于所述第一外差的所述第一光相位和所述第三外差的第三光相位之间的差值确定所述第二合成波的第二合成相位，以及进一步基于所述第二合成波长和所述第二合成相位确定到所述目标的距离；

所述信号处理器被进一步配置为将所述第一合成波长与所述第一合成相位相乘以计算所述第一合成波的到所述目标的第一距离测量值；以及

所述信号处理器也被配置为通过用所述第一合成波的计算的所述第一距离测量值除以所述第二合成波的所述第二合成波长来计算所述第二合成波的估计相位，将所述估计相位的整数部分添加到所述第二合成相位以获得所述第二合成波的总相位，以及把所述第二合成波的所述总相位与所述第二合成波长相乘以计算所述第二合成波的第二距离测量值。