[发明专利]测量装置和测量方法

说明书

一种测量装置100，包括：激光装置110，其输出具有多种模式的调频激光束；分支部件120，其将调频激光束分支为参考光和测量光；差拍信号生成部件150，其通过混合参考光和通过将测量光照射到待测对象10上而反射的反射光来生成多个差拍信号；转换部件160，其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170，其基于所提供的数字信号计算从所述测量装置100到所述待测对象10的距离。

技术领域

本发明涉及一种测量装置和一种测量方法。

背景技术

已知一种在谐振器中设有频移器、并且输出多个其振荡频率随时间线性变化的纵模(longitudinal-mode)激光的频移反馈激光器(frequency-shifted feedback laser，FSFL)。此外，已知一种使用这种FSFL的光学测距仪(例如，参见专利文献1:日本专利第3583906号的说明书，以及非专利文献1:“Distance Sensing by FSF Laser and ItsApplication”，Takefumi HARA，Optonews，第7卷，第3期，2012年，第25-31页)。

发明内容

本发明要解决的问题

使用频移反馈激光器(FSFL)的光学测距仪可以以非接触方式获取大量的三维信息，并且已经被用于例如设计和生产场所。在这种光学测距仪中，电噪声可能在光接收设备、测量电路等中产生，并且叠加在电信号上，这导致测量准确度降低。通常，为了防止测量准确度降低，对多个测量的结果进行平均，但存在会导致测量时间增加和吞吐量下降的问题。

本发明着眼于这些方面，并且本发明的目的是在通过简单的配置来缩短光学测距仪的测量时间的同时，抑制测量准确度的降低。

解决问题的手段

本发明的第一方面提供了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，其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，其将由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，其通过混合所述参考光和通过将所述测量光照射到所述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，其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，将所述多个差拍信号转换为数字信号；以及计算部件，其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。

所述转换部件可以包括频率转换部件，其将数字信号转换为频率信息，并且，所述计算部件可以包括：划分部件，其将由所述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，其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，其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。

所述距离计算部件可以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，并对所计算出的多个距离求平均。

所述距离计算部件可以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求平均，并计算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。

所述转换部件可以包括频率转换部件，其将所述数字信号转换为频率信息，并且所述计算部件可以包括：划分部件，其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，其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，其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，其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。