[实用新型]一种激光测距装置

说明书

本实用新型提供一种激光测距装置。该装置包括：光电转换电路，用于将激光信号转换为第一电信号；放大电路，用于将第一电信号进行放大处理并输出第二电信号；比较电路，用于将第二电信号的前沿期间的电压值以及后沿期间的电压值分别与一预设阈值电压进行实时比较，得到一前沿触发信号与一后沿触发信号；计时电路，用于获取相对应的第一时刻和第二时刻；以及内置算法的处理器，用于根据两时刻之间的时差得到第二电信号的脉冲宽度值。本实用新型通过前沿时刻鉴别技术得到测量距离的粗略值，同时获取回波信号的脉冲宽度，处理器藉由距离和脉冲宽度之间的关系，调用算法进行补偿，得出高精度测距值的同时还获取目标物体的反射率。

技术领域

本实用新型涉及一种激光测距技术，尤其涉及一种基于前沿时刻鉴别技术的激光测距装置。

背景技术

在现有技术中，激光测距仪主要是通过测量激光脉冲的飞行时间而得到距离信息。例如，脉冲式激光测距仪采用激光器作为光源，以激光作为载波，根据飞行时间原理，通过检测激光发射脉冲与激光回波脉冲之间的时间差来测量距离。具体地，激光测距仪包括激光发射器和激光接收器，由激光发射器向空间发射一脉冲激光，该脉冲激光信号打在目标物体表面后，其回波信号被激光接收器捕获。通过激光发射器发出激光信号的时刻以及激光接收器捕获回波的时刻之间的时间差可以计算出目标物体到激光测距仪的距离，其公式表述为：L＝C*T/2，L为目标物体到激光测距仪的距离，C为光速，T为上述两时刻的时间差。从上面的公式可知，脉冲法的测量速度极快，等同于光速，因此对时间的误差极为敏感。为了消除激光回波信号的上升时间(上升沿)和幅度值(强度)不同而引起的时间游动和噪声引起的时间抖动，脉冲测距仪需要采用时刻鉴别技术。

目前，常用的脉冲激光测距的时刻鉴别技术有三种：一种是前沿时刻法，另一种是恒比定时法，再一种是高通时刻法。以前沿时刻法为例，其将回波模拟信号转换为一个具有时间信息的数字逻辑信号，当信号的幅值低于某一给定阈值时，不输出触发信号；当信号的幅值达到给定阈值时，才输出固定幅值的触发信号。与恒比定时法和高通时刻法相比，时刻鉴别电路结构简单、价格低廉、抗干扰性能强，但发射的激光脉冲与目标物体相互作用后，由于目标表面特征的差异(如粗糙度、倾斜度等)，往往会造成回波脉冲的展宽或变形。同时，激光回波脉冲在传输过程中容易受到空气中灰尘、烟雾、水汽等物体的衰减和干扰，回波波形会被不同程度地展宽和畸变，而且目标物体的表面反射率也使得前沿阈值的到达时间发生变化，使得输出的时间产生差异，最终会影响激光测距仪的测量精度。

有鉴于此，如何设计一种基于前沿时刻鉴别技术的激光测距装置，在不显著增加系统复杂性和成本的基础上改善激光测距时的测量精度，从而克服现有技术的上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

实用新型内容

针对现有技术的激光测距装置在测量距离时所存在的上述缺陷，本实用新型提供一种可改善测距精度的、基于前沿时刻鉴别技术的激光测距装置。

依据本实用新型的一个方面，提供一种基于前沿时刻鉴别技术的激光测距装置，包括：

光电转换电路，用于将所接收的激光信号转换为第一电信号；

放大电路，电性耦接至所述光电转换电路，用于将所述第一电信号进行放大处理，并输出第二电信号，所述第二电信号依次具有一前沿期间以及一后沿期间；

比较电路，电性耦接至所述放大电路，用于将所述第二电信号的前沿期间的电压幅值以及后沿期间的电压幅值分别与一预设阈值电压进行实时比较，得到一前沿触发信号与一后沿触发信号；

计时电路，电性耦接至所述比较电路，用于获取与所述前沿触发信号相对应的第一时刻以及与所述后沿触发信号相对应的第二时刻；以及

处理器，用于接收并处理所述第一时刻和所述第二时刻，并根据所述第二时刻与所述第一时刻之间的时间差值得到所述第二电信号的脉冲宽度值，从而利用所述脉冲宽度值的不同对激光测距值进行补偿。