[发明专利]距离测量系统和方法

权利要求书

1.一种激光扫描仪，该激光扫描仪包括：

激光光源，所述激光光源被配置为输出激光脉冲；

光学传感器，所述光学传感器被配置为从所述激光脉冲中的被对象反射的一个激光脉冲的光生成模拟信号，所述模拟信号具有第一动态范围；

对数放大器，所述对数放大器被配置为将所述模拟信号放大为具有小于所述第一动态范围的第二动态范围；

模数转换器，所述模数转换器被配置为将所述模拟信号转换为具有信号采样率的数字信号采样；

计算机可读存储器，在所述计算机可读存储器中存储有模板，其中，所述模板表示期望返回反射信号，并且其中，所述模板具有高于所述信号采样率的模板采样率；以及

至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：

执行所述数字信号采样和所述模板之间的互相关；

至少部分地基于所述互相关来确定飞行时间值；以及

至少部分地基于所述飞行时间值来确定到所述对象的距离。

2.根据权利要求1所述的激光扫描仪，其中，所述光学传感器是雪崩光电二极管。

3.根据权利要求1所述的激光扫描仪，该激光扫描仪还包括：电容器，所述电容器在所述光学传感器和所述对数放大器之间，其中，所述电容器被配置为衰减所述模拟信号的直流DC分量。

4.根据权利要求1所述的激光扫描仪，抗混叠滤波器被配置为衰减所述模拟信号的高于阈值频率的频率内容。

5.根据权利要求1所述的激光扫描仪，其中，所述至少一个处理器被配置为将所述数字信号采样从对数标度转换为线性标度。

6.根据权利要求1所述的激光扫描仪，其中，所述信号采样率在约每秒2亿个采样和约每秒12.5亿个采样之间。

7.根据权利要求1所述的激光扫描仪，其中，所述信号采样率在约每秒2亿个采样和约每秒6亿个采样之间。

8.根据权利要求7所述的激光扫描仪，其中，所述至少一个处理器被配置为以约5mm至约75mm的分辨率确定到所述对象的距离。

9.根据权利要求1所述的激光扫描仪，其中，所述信号采样率小于每秒7.5亿个采样，并且其中，所述至少一个处理器被配置为以小于约100mm的分辨率确定到所述对象的距离。

10.根据权利要求1所述的激光扫描仪，其中，所述至少一个处理器被配置为：

响应于超过第一光检测阈值的光的检测，确定对象存在于第一距离处；

响应于超过第二光检测阈值的光的检测，确定对象存在于第二距离处；并且

响应于超过第三光检测阈值的光的检测，确定对象存在于第三距离处；

其中，所述第二距离比所述第一距离更远；

其中，所述第三距离比所述第二距离更远；

其中，所述第二光检测阈值高于所述第一光检测阈值；并且

其中，所述第三光检测阈值低于所述第二光检测阈值。

11.根据权利要求1所述的激光扫描仪，其中，所述至少一个处理器被配置为至少部分地通过针对不同的距离或距离范围应用不同的光检测阈值来确定对象存在。

12.根据权利要求1所述的激光扫描仪，其中，所述至少一个处理器被配置为至少部分地基于所确定的到所述对象的距离来缩放所述数字信号采样中的至少一些。

13.根据权利要求12所述的激光扫描仪，其中，所述至少一个处理器被配置为至少部分地基于经缩放的数字信号采样与阈值的比较来确认或忽略所述对象的存在。