[发明专利]基于同步采样和多重相位测量的激光测距方法及装置

权利要求书

1.一种基于同步采样和多重相位测量的激光测距方法，其特征在于包括以 下步骤：

1)在测距开始后，在全局时钟驱动下产生周期为全局时钟4×N倍的正弦 调制信号对发射激光光强进行调制,N为正整数；

2)经过目标表面反射的回波光信号被激光测距系统部分接收，并被光电 探测器转换成电信号后再通过全局时钟驱动下的模数转换电路完成采样，得到 数字化的回波波形；

3)记录测距开始对应的时钟时刻与第一个回波波形采样点前一时刻间的 时钟个数，并根据时钟周期换算成粗距离；

4)对第一个回波波形采样点以及相距该点时刻依次为1/4、1/2和3/4个 正弦调制周期一共4个采样点构成的采样序列1进行离散傅里叶变换，并根据 频域鉴相法求解出该采样序列相对于第一个回波波形采样点前一时刻的相位 值；

5)对第二个回波波形采样点以及相距该点时刻依次为1/4、1/2和3/4个 正弦调制周期一共4个采样点构成的采样序列2进行离散傅里叶变换，并根据 频域鉴相法求解出该采样序列相对于第一个回波波形采样点前一时刻的相位 值；

6)以上述方式遍历所有采样点，得到多个相位测量值；

7)将多个相位测量值取平均，并根据调制频率和光速换算成精距离；

8)将粗距离和精距离相加得到目标到激光测距系统的距离。

2.一种实现权利要求1中所述的基于同步采样和多重相位测量的激光测距 方法的激光测距系统，其特征在于：包括：

主控模块，由数字逻辑器件或微处理器构成；

激光发射模块，由激光驱动电路、连续激光器和发射光学镜头组成；

激光接收模块，由接收光学镜头、光电探测器和信号放大电路组成；

采样模块，由模数转换电路组成；

时钟分配模块，由时钟源和时钟分配电路组成；

数据传输或显示模块，由数据传输模块或显示模块组成；

时钟分配模块为主控模块、激光发射模块和数字化采样模块提供同步的全局时 钟驱动,一次测距开始时，主控模块向激光发射模块的驱动电路发送测距开始 信号，后者发出一组包含多个相同正弦波的调制信号调制连续激光器的发射激 光光强，目标反射的回波光信号被激光接收模块的接收光学镜头接收，并经过 光电探测器转变为电信号后，再经信号放大器完成信号放大后输入到采样模块 对回波电信号进行模数转换，所得到的数字化采样波形将输入主控模块，进行 距离信息的提取，最终传递到数据传输或显示模块对距离信息进行传输或显 示。