[发明专利]基于混合测尺的相位式激光测距方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光测距领域，具体涉及一种基于混合测尺的相位式激光测距方法及应用该方法的测量装置。

背景技术

现有的相位式激光测距产品中采用的测距方法是：根据最大测程，系统会按时分的方式交替发出几把不同测距分辨率的测尺，然后分别计算每把测尺的相位信息，并拟合出最终的距离。现有的相位式测距方法的缺陷如下：1）、速度慢，系统按照时分的方式分时发送不同的测尺，拖慢了测量速度；2）、对运动目标的跟踪很容易出错，因为每把测尺是分时发送，在此过程中如果目标有相对运动，会造成测尺偏差，最后在最终距离拟合时会造成错误的拟合。

基于上述问题点，本发明提出了一种新的基于混合测尺的相位式激光测距装置及其测量方法，采用混合测尺，一次发送全部测尺的方法，达到快速测量的目的。

发明内容

为了解决现有的相位式激光测距方法中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于混合测尺的相位式激光测距方法，并提供一种应用该相位式激光测距方法的测距装置。

本发明所采用的技术方案是：

基于混合测尺的相位式激光测距方法，包括以下步骤：

S1、由测尺产生单元产生测距所需要的多个测尺频率ω1，ω2，…ωN；

S2、将步骤S1中得到的多个测尺频率通过频率混合器，产生一个混合测尺；

S3、将步骤S2中得到的混合测尺分别输送至激光发射器和相位解析单元；

S4、激光发射器根据混合测尺调制并发射激光至测量目标；

S5、激光接收器接收经测量目标反射回来的激光信号，并提取其中的带相位时延信息的混合测尺信号，送至相位解析单元；

S6、相位解析单元将带相位时延信息的混合测尺信号与步骤S3中得到的混合测尺进行比对，解析混合测尺中各测尺频率的相位时延信息，拟合出最终的测量结果。

作为上述技术方案的进一步改进，上述步骤S2中，所述频率混合器将各个测尺频率ω1，ω2，…ωN组合得到混合测尺的公式为：F(t)=a1*cos(ω1*t)+a2*cos(ω2*t)+…+aN*cos(ωN*t)。

作为上述技术方案的进一步改进，上述步骤S5中，所述激光接收器先将接收的激光信号通过放大单元进行放大，再提取其中的带相位时延信息的混合测尺信号。

一种基于混合测尺的相位式激光测距装置，包括：

测尺产生单元，用于产生测距所需要的多个测尺频率；

频率混合器，用于将多个测尺频率混合得到一个混合测尺，并分别送至激光发射器和相位解析单元；

激光发射器，可根据混合测尺调制并发射激光信号至测量目标；

激光接收器，用于接收经测量目标反射回来的激光信号，并提取其中的带相位时延信息的混合测尺信号，送至相位解析单元；

相位解析单元，通过将前后两个混合测尺信号进行比对，解析混合测尺中各测尺频率的相位时延信息，拟合出最终的测量结果。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光接收器中设置有用于放大信号的放大单元。

本发明的有益效果是：

对比现有技术，本发明的相位式激光测距方法的优点是：

1、快速的测量响应时间，由于本发明将多个频率的测尺先混合得到混合测尺，再通过激光发射器将混合测尺发射至目标，只需发射一次激光测尺，就起到多把不同频率测尺的效果，有效减少激光测尺的发射次数，提高了测量速度；

2、对运动目标的跟踪不易出错，由于本发明的测距方法只需发射一次激光测尺，对运动的目标也能进行精确测量；

3、实现的复杂度低，对比现有的测距装置，本发明的测距装置主要增加了频率混合器的配件，实现的难度低，获得的效果好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的基于混合测尺的相位式激光测距装置的结构示意图。

具体实施方式