[发明专利]一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法

权利要求书

1.一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过数据采集模块，以储存单元的采样长度为片段，对拍频信号和F-P信号进行连续不间断的同步采集，得到拍频信号片段和F-P信号片段；

2)将得到的拍频信号片段和F-P信号片段，依次写入数据储存模块中；

3)通过数据处理模块读取拍频信号片段和F-P信号片段、并释放拍频信号片段和F-P信号片段对应的储存空间，然后依次进行扫频周期起点识别、分割重构处理，得到以扫频周期为起点的拍频信号重构片段和以扫频周期为起点的F-P信号重构片段；按照扫频周期分别对所得以扫频周期为起点的拍频信号重构片段和以扫频周期为起点的F-P信号重构片段进行切割后，分别提取拍频信号的相位和F-P信号峰值的位置，实时解算出绝对距离。

2.根据权利要求1所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，步骤1)中，储存单元的采样长度通过以下步骤获得：

通过数据采集模块将控制激光器扫频的信号发生器时钟同步至数据采集卡，使可调谐激光器扫描频率和采集卡采样率具有同一时间基准；在同一时间基准下，以整数个的单个扫描周期的数据采样长度L_P，作为一个储存单元的采样长度。

3.根据权利要求2所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，单个扫描周期的数据采样长度L_P的计算公式如下：

L_P＝fs/f；式中，fs为采集卡采样率，f为激光器扫描频率。

4.根据权利要求1所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，步骤2)中，按照先入先出的原则，数据处理模块依次读取拍频信号片段和F-P信号片段，然后释放拍频信号片段和F-P信号片段对应的储存空间。

5.根据权利要求1所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，步骤3)中，以数据处理模块读取拍频信号片段和F-P信号片段作为循环起点，重复步骤3)，实现循环进行绝对距离的解算和输出。

6.根据权利要求5所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，步骤3)中，依次进行扫频周期起点识别、分割重构处理的步骤包括：

1)数据处理模块读取拍频信号片段和F-P信号片段为循环起点，进行扫频周期起点识别，得到扫频周期起点的位置；2)在得到的扫频周期起点的位置，分别对拍频信号片段和F-P信号片段进行分割，得到本次循环两路信号的前半部分和后半部分，将本次循环两路信号的后半部分写入寄存器中；3)从寄存器中读取上个循环两路信号的后半部分，与本次循环两路信号的前半部分进行拼接，分别得到以扫频周期为起点的拍频信号重构片段和以扫频周期为起点的F-P信号重构片段。

7.根据权利要求1所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，分割数据时，以信号中最后一个周期起点为分割点。

8.根据权利要求1所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，步骤3)中，按照扫频周期分别对所得拍频信号重构片段和F-P信号重构片段进行切割后，分别提取拍频信号的相位和F-P信号峰值的位置，实时解算出绝对距离并输出，具体步骤如下：

按照半周期长度，即L_P/2对两路信号片段进行切割，提取拍频信号的相位和F-P信号峰值的位置，即可输出待测距离；其中，L_P为单个扫描周期的数据采样长度。

9.根据权利要求1所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，通过选择正交锁相的方法提取拍频信号的相位。

10.根据权利要求9所述的一种适用于光频扫描绝对距离测量的在线测量方法，其特征在于，步骤3)中，使用信号处理的方法去除拍频信号的直流分量，增加混频信号中可滤波的频率范围。