[发明专利]激光测距方法及其装置

说明书

本发明是有关一种激光测距方法及其装置，尤指一种在不需增加反射功率的情况下，提高侦测距离二倍以上，及距离侦测精确度的方法与装置设计。

按，激光测距仪为侦测距离信号的重要装置，一般习知的激光测距仪的距离测量方式，大部分采用脉冲式的激光发射单元，以发射20ns-50ns的短脉冲式信号，而此激光经目标物反射后，由一快速接收器将由目标物所反射的激光信号予以侦测出，所侦测的距离大小可由下列公式求出： T d = 2 L C ]]>其中，L为距离，C为光速，T_d为时间差；由此公式的时间差T_d即可精确的量测出距离的大小。而要精确的测量出距离的大小，即必须尽可能的提高激光的发射功率，或排除阳光对激光所造成的杂讯。在美国专利第3,644,740号案中，提出了控制电路偏压来提高接收电路的信号杂讯比例，以得到一固定的失效率。于美国专利第4,569,599号案中，则提出利用时序控制技术来测量距离信号。而在美国专利第4,770,526号案中，更提出利用脉冲宽度信号放大技术来提高距离侦测的解析度。而在美国专利第3,959,641号案中，提出了数字式的测距相关技术，以降低接收机的临界值，而提高侦测的距离。

综合以上所揭的专利前案，其目的在于提高侦测距离与侦测精确度，但要达到此目的，即必须解决目前激光测距仪的固定失效率与杂讯问题作一技术上的变革，才能达到提高侦测距离的精确度及提高测量距离的要求。

是以，本发明所提出的主要方法即是在于达到下列的目的：

1.保持接收系统一定的失效率，并尽可能降低比较器的临界电压。

2.在一定的失效率中，侦测出所希望的信号，并将此信号的杂讯完全排除。

进而研发出一种能保持于固定失效率的控制接收系统，籍由回收控制技术保持接收系统不受阳光杂讯的影响，并利用取样平均技术，能将目标物的反射信号侦测出，而将杂讯经由多次平均之后消除。使激光测距仪在不增加激光反射功率的原则下，提高侦测的精确度与侦测距离。

依据前述，本发明所提供的激光测距方法与装置，主要具有下列的功能：

1.利用回收控制技术，将接收器保持在一定失效率。

2.利用全数字化的方法，将取样后的数字信号储存于存储器中。

3.利用微处理机技术，判断存储器的内储存值，而取出目标物信号。

4.在不增加发射功率的前题下，能将侦测距离提高2倍以上，及提高距离侦测的精确度。

依据前述，本发明所提供的一种激光测距装置，其特征在于，包括有：一激光发射器，用以发射短脉冲式的激光光源，该激光发射器与时序产生器相连接；一固定失效率的控制电路，利用回收控制技术，用以控制光接收器于固定失效率，该固定失效率的控制电路与时序产生器相连接；一距离判断及读出电路，利用激光测距仪的杂讯特性，将接收电路的临界电压予以有效的降低至平均杂讯的平均值之下，再以高速取样及平均的方法，侦测出目标物的反射信号，并将杂讯经过多次平均之后排除，而量测得物的真正距离信号，该距离判断及读出电路与该固定失效率的控制电路相连接并接至时序产生器。

其中该固定失效率的控制电路包括有：一光接收器，用以接收自目标物的反射波，及由阳光所进入的杂讯；一积分器，是用以控制参考电压与数字/模拟转换器的误差，若有误差产生，即调整光接收器内的快速比较器的临界值，以使取样计数器的输出为一固定值，该积分器的输出端接至光接收器的输入端；一取样计数器，用以计数量测的时间内光接收器输出信号脉冲波次数大小，该取样计数器的输入端接至光接收器的输出端；一数字/模拟转换器，是将取样计数器所计数的脉冲波次数转换成模拟信号，此模拟信号正比于取样计数器所计数的次数，并将此模拟信号传送至距离判断及读出的电路，该数字/模拟转换器的输入端接至取样计数器的输出端。