[发明专利]基于多通道时延估计的激光飞行时间测量装置及其方法

摘要

本发明公开了一种基于多通道时延估计的激光飞行时间测量装置及其方法，首先在激光发射器发射激光的瞬间同时打开多通道参考信道和接收信道，其次多通道参考信道按照固定的时间间隔进行延时处理形成多通道参考信号，最后通过数字采集单元将接收信道的回波信号与多通道参考信号送入数字信号处理单元进行互相关运算，并将得到的不同时延估计值进行线性多项式拟合修正得到最佳时延估计值。本发明提出了一种完全数字化的激光飞行时间测量装置及其方法，装置简单，方法有效，计算量小，稳定性强，有效提高了激光飞行时间的测量精度。

主权项

一种基于多通道时延估计的激光飞行时间测量装置，其特征在于包括光学系统和电子学系统两部分，其中光学系统由发射光学、接收光学、第一平面镜[1]和第二平面镜[2]构成，电子学系统由激光发射器、接收信道、多通道参考信道、数字采集单元和数学信号处理单元构成，第一平面镜[1]和第二平面镜[2]的光学参数相同，第一平面镜[1]置于激光发射器之前，与激光发射器成45°夹角，第二平面镜[2]置于多通道参考信道之前，与多通道参考信道成45°夹角，第一平面镜[1]和第二平面镜[2]成90°夹角；发射光学置于第一平面镜[1]之前，接收光学置于接收信道之前，发射光学和接收光学相平行；激光发射器发射激光，一路先透过第一平面镜[1]，然后经过发射光学进行准直，被目标反射后经过接收光学会聚到接收信道，另一路先经第一平面镜[1]反射、后经第二平面镜[2]反射进入多通道参考信道，接收信道和多通道参考信道均与数字采集单元相连接，该数字采集单元一端与接收信道和多通道参考信道相连接，将接收信道的回波模拟信号和多通道参考信道的参考模拟信号进行模数转换并二进制编码，另一端与数字信号处理单元相连接，将采集到的回波数字信号和多通道参考数字信号送入数字信号处理单元，数字信号处理单元将接收到的回波数字信号和多通道参考数字信号进行互相关时延估计并进行线性多项式拟合修正求得最佳时延估计值。