[发明专利]脉冲式激光测距系统及其测距方法

说明书

本发明公开了一种脉冲式激光测距方法，其特征在于：激光测距所使用的光信号为高斯脉冲信号。本发明的脉冲式激光测距方法，由发射装置发射时域上连续、频域上能够叠加的高斯脉冲信号用于激光测距，通过测量光波发出到回波被接受之间的时间差来测量距离。使用时域上连续、频域上能够叠加的高斯脉冲信号为测距光波信号，使得内光路和外光路上的回波信号可以在同一个接收装置中被顺次接收，以此在确保测距精度和准确度的前提下能够降低测距成本和设计复杂度，单脉冲发送、单脉冲接收的方式能够降低对器件选型的难度。

技术领域

本发明涉及光电测距领域，具体涉及一种脉冲式激光测距系统，以及一种脉冲式激光测距方法。

背景技术

相位式激光测距是用调制的激光光束照射被测目标物，激光光束经被测目标物反射后折回，将激光光束往返过程中产生的相位变化换算成被测目标物的距离，其测量的准确性和精度受测距系统内部零件特性的影响，比如光电器件的发热、环境温湿度以及光电器件的老化对光电器件性能的影响进而导致器件产生相位漂移等。为了解决相位式激光测距中光电器件的老化和环境温湿度对系统测量精度和准确度影响的技术问题，中国专利公告号为CN204044355U、CN102540170B的专利文件中公开了激光测距的内、外光路，发射装置发射的光波经过光路切换装置切换后一部分经内光路被接收装置接收，另一部分经被测目标物反射后折回被接收装置第二次接收，接收装置两次接收回波信号的时间差刨除了系统误差、光电器件的老化和环境温湿度对系统的影响。由于相位式激光测距所使用的光波为正弦波，由于正弦波在频率上不能叠加，使得接收装置必须配置两个，分别用于接收内光路的回波信号和外光路的回波信号，以此类推光电转换装置也必须配置两个，形成单发双收或者双发双收的测距系统，结构复杂、搭建成本高，另一方面，两接收装置的一致性、两光电转换装置的一致性均要求非常高，才能消除因自身参数差异带来的共模相位误差，对器件的选型又提出更高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种脉冲式激光测距方法，在确保测距精度和准确度的前提下能够降低测距成本和设计复杂度，单脉冲发送、单脉冲接收的方式能够降低对器件选型的难度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种脉冲式激光测距方法，激光测距所使用的光信号为高斯脉冲信号。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述激光测距具体包括以下步骤：

(1)发射装置向目标物发射高斯脉冲信号；

(2)设置在所述发射装置和目标物之间的光路选择装置对所述高斯脉冲进行处理，使得单个高斯脉冲信号的部分能量进入内光路、部分能量进入外光路；

(3)接收装置依次接收高斯脉冲信号在内光路中的第一回波信号和高斯脉冲信号在外光路中被目标物反射后的第二回波信号；

(4)根据接收装置接收第一回波信号和第二回波信号的时间差值计算待测距离。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括计时装置记录自高斯脉冲信号发射到第一回波信号被接收的时间间隔T1、自高斯脉冲信号发射到第二回波信号被接收的时间间隔T2；

根据公式一计算待测距离D：

其中，C为光速。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述光路选择装置为半反半透镜。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述发射装置为脉冲式激光二极管。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种脉冲式激光测距系统，包括发射装置，所述发射装置用于向目标物发射用于激光测距的高斯脉冲信号。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述系统还包括接收装置、光路选择装置和数据处理装置，所述光路选择装置设置在发射装置和目标物之间；