[发明专利]测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种用于测量到待测对象的距离的测量装置，该测量装置包括：

激光装置，具有激光谐振器并输出具有多种模式的调频激光束；

分支部件，将由所述激光装置输出的调频激光束的一部分分支为参考光，并将调频激光束的其余部分中的至少一些分支为测量光；

差拍信号生成部件，通过混合所述参考光和通过将所述测量光照射到待测对象上而反射的反射光来生成多个差拍信号；

转换部件，通过以大于或等于激光谐振器的谐振频率的四倍的频率对所述差拍信号进行采样来将所述多个差拍信号转换为数字信号；以及

计算部件，基于所述数字信号计算从所述测量装置到所述待测对象的距离。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其中，

所述转换部件包括频率转换部件，将数字信号转换为频率信息，并且，所述计算部件包括：

划分部件，将由频率转换部件转换的频率信息划分为对应于具有预定带宽的多个频带的频率信息；

检测部件，针对多条划分的频率信息的每一条，检测差拍信号的频率位置；以及

距离计算部件，基于检测到的所述多个差拍信号的频率位置，计算从所述测量装置到所述待测对象的距离。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其中，所述距离计算部件分别计算与所述多个差拍信号的频率位置相对应的、从所述测量装置到所述待测对象的距离，并对多个所计算出的距离进行平均。

4.根据权利要求2所述的测量装置，其中，所述距离计算部件转换所述多个差拍信号的对应频率位置，对所转换的频率位置进行平均，并计算出与平均后的频率位置对应的、从所述测量装置到所述待测对象的距离。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述转换部件包括将所述数字信号转换为频率信息的频率转换部件，并且所述计算部件包括：

划分部件，将由所述频率转换部件转换的频率信息划分为与具有预定带宽的多个频带相对应的多条频率信息；

积分部件，将多条划分的频率信息转换为与一个预定频带对应的频率信息，然后对每个频率的信号电平进行积分；

检测部件，检测积分的频率信息的差拍信号的频率位置；以及

距离计算部件，基于检测到的差拍信号的频率位置，计算从所述测量装置到所述待测对象的距离。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其中，所述划分部件将所述预定带宽设置为与谐振频率相同的带宽v_c，并且

所述积分部件将多条划分的频率信息中的最低频率的第一频带设置为所述一个对应的频带，向低频方向移位k-1条频率信息以通过从第k频带的频率中减去(k-1)×v_c来转换为第一频带的频率信息，然后针对每个频率的信号电平进行积分，第k频带是第一频带之后的随后的第k个频带。

7.根据权利要求2所述的测量装置，其中，所述划分部件将所述预定带宽设置为等于或小于谐振频率的带宽。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的测量装置，还包括：

提取部件，提取叠加在从激光装置输出的调频激光束上、并与激光谐振器的谐振频率相对应的信号分量，其中，所述转换部件还包括时钟信号提供部件，该时钟信号提供部件基于所述信号分量生成具有大于或等于激光谐振器的谐振频率的四倍的频率的时钟信号。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其中，所述时钟信号提供部件包括PLL电路，该PLL电路使用所述信号分量的频率作为参考频率，并输出具有大于或等于所述参考频率的四倍的频率的频率信号作为时钟信号。

10.一种用于测量到待测对象的距离的测量装置的测量方法，该方法包括以下步骤：

从具有激光谐振器的激光装置输出具有多种模式的调频激光束；

将所述调频激光束的一部分分支为参考光，并且将所述调频激光束的其余部分的至少一些分支为测量光；

通过混合所述参考光和通过将所述测量光照射到待测对象上而反射的反射光来生成多个差拍信号；

通过以大于或等于激光谐振器的谐振频率的四倍的频率对所述差拍信号进行采样来将所述多个差拍信号转换为数字信号；以及

基于所述数字信号计算从所述测量装置到所述待测对象的距离。