[发明专利]一种激光测距系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光测量领域，特别是一种激光测距系统。

背景技术

大尺寸测量大型精密机械、航空航天、微电子装备等领域应用越来越广泛。不同的测量光尺具有不同的优点：最短的光尺用于保证必要的测距准确度，最长的光尺用于保证测距的量程。为了能实现长距离高准确度测量，可以使用不同光尺测量的方案，解决了测量范围和测量精度之间的矛盾，能在数百米超长作用距离内达到毫米至亚毫米级的静态测量精度。但是，不同尺寸的光尺不能同时产生，产生不同测量光尺的时间过长、测量的实时性无法保证的问题。

目前，一般激光测距装置均采用半导体器件和光敏元件组成的发射和接收系统，半导体器件自身的发热以及环境温度的变化直接影响了测距的精确度。此外，由于漫反射光源发出的光线形成的弱光信号幅度较小，且极易受到外界干扰，降低测距精确度。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开的一种激光测距系统，设有多频同步发送、温度补偿、弱光信号提取等功能，从而具有测距精度高、测距速度快的优点。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明所述的一种激光测距系统，其包括：激光发射装置，其包括多频合成器，用于发射同步多频激光；激光接收装置，其包括用于对所述激光接收装置输出的同步多频激光中的弱光信号进行提取的弱光信号提取装置，用于接收所述激光发射装置发出的同步多频激光；鉴相器，用于鉴别出所述激光发射装置和所述激光接收装置之间信号的相位差，所述鉴相器的输入端分别连接到所述激光发射装置和所述弱光信号提取装置；补偿控制装置，其用于对所述鉴相器输出的相位差进行温度补偿，所述补偿控制装置输入端连接到所述鉴相器的输出端、输出端输出距离信息。

优选的，所述激光发射装置还包括D/A转换器、激光驱动器、激光二极管；所述多频合成器加权合成数字式的同步多频信号依次通过所述D/A转换器转换、所述激光驱动器驱动所述激光二极管发出同步多频激光，所述多频合成器还连接到所述鉴相器。

优选的，所述弱光信号提取装置包括第一有源带通滤波器和放大器。

优选的，所述激光接收装置还包括光学挡板、雪崩光电二极管、A/D转换器；所述光学挡板接收所述同步多频激光并将其反射发送给所述雪崩光电二极管接收；所述雪崩光电二极管接收所述同步多频激光并依次通过所述弱光信号提取装置和所述A/D转换器发送到所述鉴相器的输入端。

优选的，所述鉴相器与所述多频合成器之间还设有第二有源带通滤波器。

优选的，所述多频合成器是FPGA。

优选的，所述同步多频激光是同步双频激光。

本发明相较于现有技术的有益效果是：

(1)本发明提供一种激光测距系统，该激光测距系统的激光发射装置设有多频合成器，同时产生多种不同频率的测量光尺，并且将不同频率的测量光尺合成为一束激光同步发出，节约了不同频率的测量光尺的产生时间，保证测量精度的同时，大大地提高了激光测距系统的测距速度；用于产生不同频率测量光尺的多频合成器采用FPGA，FPGA可以实现不同的直接数字频率合成，产生的频率信号准确、稳定，频率转换快，频率的分辨率高，容易控制；

(2)本发明提供一种激光测距系统，该激光测距系统设有弱光信号提取装置，用于对漫反射光源发出的光线形成的弱光信号进行有源带通滤波和放大，滤除噪声干扰、放大弱光信号便于提取，从而提高激光测距系统的测距精确性；

(3)本发明提供一种激光测距系统，该激光测距系统的激发发射系统设有补偿控制装置，补偿控制装置用于对相位差进行温度补偿，降低了激光测距系统自身发热器件以及环境变化对激光测距的影响，提高了测量的精度。

附图说明

图1是本发明一种实施例提供的激光测距系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

由图1可知，本实施例公开一种激光测距系统，其包括用于发射同步多频激光的激光发射装置100、用于接收激光发射装置100发出的同步多频激光的激光接收装置200、用于鉴别出所述激光发射装置和所述激光接收装置之间信号的相位差的鉴相器300、用于进行温度补偿的补偿控制器400。