[发明专利]一种利用高频脉幅调制波的数字激光测距方法

说明书

本发明公开了一种利用高频脉幅调制波的数字激光测距方法，首先采用高频周期信号作载波，调制低频窄脉冲产生调强激光脉冲，作为高频脉幅调制波，并驱动激光发射器发射激光；所发射的激光经过被测目标漫反射后返回到光电探测器并转换为光电流，再经接收通道处理后发送至模数转换器ADC；通过采样返回信号内的一个或多个高频周期，经过相关处理后重构出完整周期的高频信号，并以此获得高精度距离测量值。上述方法可以减小由噪声和介质散射引起的脉冲受畸变影响，并提高信噪比，从而提高测程。

技术领域

本发明涉及激光脉冲测距技术领域，尤其涉及一种利用高频脉幅调制波的数字激光测距方法。

背景技术

无合作目标激光测距是直接利用物体表面的漫反射光信息来确定距离，可以解决许多工程测量中的被测点难以安置棱镜的困难，例如墙角、高架桥、天花板、高压线、隧道断面及有毒、有害、高压、爆炸等危险环境，具有非常广泛应用前景.目前已经提出的无合作目标测距方法主要有调幅连续波测距(相位法)和脉冲飞行时间测距(脉冲法)两种，其中相位法是使用周期信号对激光光强进行调制，测量精度高，但测程短；脉冲法是通过测量测距仪与目标之间的激光脉冲飞行时间来计算距离，测程较长，但测距精度低。因此上述两种方法都难以满足实际工程测量的需求。

采用数字相关检测可以提高信噪比，但是在远目标时，由目标漫反射回来的信号将很弱，而电路的噪声幅值和频谱是基本不变的，使得信噪比小于1，这意味着在远目标时信号将被淹没在噪声中，信号的幅值可能会小于ADC的输入范围，使得这个信号无法检测到，因此仅采用数字方法来提高的测程也是有限的。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用高频脉幅调制波的数字激光测距方法，该方法不需要脉冲激光器，仅需要连续激光器，从而可以降低成本、简化电路结构，并有效提高信噪比，提高测程。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用高频脉幅调制波的数字激光测距方法，所述方法包括：

步骤1、采用高频周期信号作载波，调制低频窄脉冲产生调强激光脉冲，作为高频脉幅调制波，并驱动激光发射器发射激光；

步骤2、所发射的激光经过被测目标漫反射后返回到光电探测器并转换为光电流，再经接收通道处理后发送至模数转换器ADC；

步骤3、通过采样返回信号内的一个或多个高频周期，经过相关处理后重构出完整周期的高频信号并进行相位估计，并以此获得高精度距离测量值。

在步骤1中，所述高频脉幅调制波由普通红光连续半导体激光器产生。

所述步骤3的过程具体为：

设高频周期信号为正弦周期信号，以过零点作为激光发射起始时刻Start，同时启动模数转换器ADC开始进行连续采样；

设在回波正弦信号过零后的第一个采样值的点数为N，相移为ΔN，则根据空气介质中的光速c获得激光发射器到所述被测目标之间的距离为：

其中，f_s为ADC采样频率。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法不需要脉冲激光器，仅需要连续激光器，可以降低成本、简化电路结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的利用高频脉幅调制波的数字激光测距方法流程示意图；

图2为本发明实施例所述高频脉幅调制波激光测距的示意图。

具体实施方式