[发明专利]一种提高脉冲测距精度的方法及脉冲测距设备

说明书

本发明公开了一种提高脉冲测距精度的方法，包含有如下步骤：a.发射激光脉冲，同时开始计时；b.分别记录激光发射信号到回波的上升沿信号之间的时间tsubgt;i/subgt;以及回波下降沿信号之间的时间tsubgt;i+1/subgt;，i为自然数；c.得到初始测量距离xsubgt;i/subgt;＝(tsubgt;i/subgt;*v)/2，回波脉冲宽度ysubgt;i/subgt;＝(tsubgt;i+1/subgt;‑tsubgt;i/subgt;)*v,其中v代表光速，单位m/s，tsubgt;i+1/subgt;及tsubgt;i/subgt;的单位为s；d.通过麦夸特法，利用初始测量距离xsubgt;i/subgt;，回波脉冲宽度ysubgt;i/subgt;基于矩阵数据的非线性曲线得出拟合距离zsubgt;i/subgt;的函数关系；其中，zsubgt;i/subgt;的单位为m，Psubgt;1/subgt;至Psubgt;11/subgt;共11项均为常数，然后在多次检测结果中取平均数。本发明还公开了应用于前述测距方法的设备。它具有检测精度高，可测距离范围大的优点。

技术领域

本发明涉及光学仪器制造行业，尤其涉及一种提高脉冲测距精度的方法及脉冲测距设备。

背景技术

对于脉冲激光测距的测量精度主要依赖于激光脉冲的上升沿、接收通道的带宽、探测器的信噪比和时间间隔测量的精确度。主要从激光飞行时间t出发考虑距离的精度，其中最关键的技术是如何准确确定t的起止时刻和精确测量时间间隔，他们分别用时刻鉴别法和时间间隔法。

对于时间间隔法，要确定t的起止时刻和精确测量时间间隔存在较大的误差，检测精度还有待提高，如果购买高精度的检测设备则价格昂贵。

对于时刻鉴别方法，回波信号在传输过程中，幅度和上升时间的变化会引起时间漂移误差，这也是影响最终测距精度的原因之一。时刻鉴别的主要作用是对放大电路的输出信号进行实时检测，为系统产生起始信号和同步信号，其性能直接影响着测时精度和系统的距离分辨率。常用的时刻鉴别方法有前沿时刻鉴别法，高通容阻鉴别法，恒比定时法。其中恒比定时法能有效的抑制幅度变化带来的定时误差，脉冲波形形状近似不变时，可以认为脉冲上升沿相同幅度比例点所对应的时间不变，所以可以采取在脉冲的固定比例点触发计数器来提高系统的测量精度。但这种检测方法还存在一些弊端，主要体现在：1、电路复杂，成本较高；2、扛抗噪能力差。

本发明就是在这样的背景下而研制的。

发明内容

本发明的第一个目的是为了解决上述技术问题，提供了一种提高脉冲测距精度的方法，它具有度高，可测距离范围大的优点。

为了实现本发明的第一个目的，本发明采用的技术方案是：

一种提高脉冲测距精度的方法，其特征在于包含有如下步骤：

a.发射激光脉冲，同时开始计时；

b.分别记录激光发射信号到回波的上升沿信号之间的时间t_i以及回波下降沿信号之间的时间t_i+1，i为自然数；

c.得到初始测量距离x_i＝(t_i*v)/2，回波脉冲宽度y_i＝(t_i+1-t_i)*v，其中v代表光速，单位m/s，t_i+1及t_i的单位为s；

d.通过麦夸特法，利用初始测量距离x_i，回波脉冲宽度y_i基于矩阵数据的非线性曲线得出拟合距离z_i的函数关系；

e.将i次测量得到的拟合距离z_i取平均值，得到算数平均数Z_i：