[发明专利]一种基于激光测距的内光路相位补偿方法及系统

说明书

本发明公开一种基于激光测距的内光路相位补偿方法及系统，方法包括：调整雪崩二极管的电压，使内光路信号幅值介于最大电压峰峰值和最小电压峰峰值之间；获取外光路信号幅值；当外光路信号幅值大于最大电压峰峰值或外光路信号幅值小于最小电压峰峰值时，通过调整雪崩二极管电压和/或内光路激光二极管功率调节内光路信号幅值，通过调整雪崩二极管电压调节外光路信号幅值，使内光路信号幅值和外光路信号幅值落在最大电压峰峰值和最小电压峰峰值之间；计算内外光路的真实相位差；根据内外光路的真实相位差计算距离值。本发明的方法，实时补偿了内光路相位差，提高了测距量程。

技术领域

本发明涉及激光测距领域，特别是涉及一种基于激光测距的内光路相位补偿方法及系统。

背景技术

激光相位测距按测量光路分为四种测距方法：单发单收、单发双收、双发单收、双发双收。

四种测距方案都可采用差频法实现：主振信号由激光二极管发射出去，经过距离D被反光面反射形成反射信号，反射信号经过距离D后，进入雪崩二极管(Avalanche PhotoDiode，APD)，并与本振信号在APD中混频，将混频输出信号进行放大、滤波处理得到低频信号，单片机采集低频信号并进行模数转换、数字信号处理得到相位。

其中双发单收、双发双收两种测距方案中，内外光路的电路元件特性一致时，内外光路的相位变化量近似相等，可以相互抵消，因此可以使内外光路的相位差保持不变。

在实际的测量过程中，随着测量距离及反光面变化程度的增加，内外光路信号幅值变化非常大。目前采用的方法是改变APD电压以改变信号通路的电路增益，然而在操作过程中必须使内外光路APD电压保持相等，否则不易抵消因内外光路APD电压的不同所产成的相位差，这就使得内光路信号幅值的变化范围非常小，因而也导致外光路信号幅值变化范围也较小。因此单纯改变APD电压的方法难以适应测量距离远及反光面变化大的场合，不适用于实际测量。

内光路信号幅值可以通过改变内光路激光二极管的功率的方式进行调整，然而外光路激光二极管的功率一般是固定的，这就使得内外光路激光二极管的功率不同。同时，因内外光路激光二极管的功率不同所造成的内外光路的相位延迟无法消除。

发明内容

本发明为了适应远距离和反光面变化大的激光测距场合，同时为了补偿内外光路的激光二极管的功率的不同所造成的相位延迟，本发明提供一种基于激光测距的内光路相位补偿方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于激光测距的内光路相位补偿方法，包括：

调整雪崩二极管的电压，使内光路信号幅值介于最大电压峰峰值和最小电压峰峰值之间；

获取外光路信号幅值；

将所述外光路信号幅值与所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值进行对比；

当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间时，获取测量的内外光路的相位差；

当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过调整雪崩二极管电压和/或内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过调整雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间；

计算内外光路的真实相位差；

根据所述内外光路的真实相位差计算距离值。