[发明专利]基于同步采样和多重相位测量的激光测距方法及装置

摘要

本发明公开了基于同步采样和多重相位测量的激光测距方法及装置，系统发出开始信号使激光器驱动单元产生周期为全局时钟整数倍的半连续正弦信号对发射激光光强进行调制，目标反射的回波光转变为电信号后被全局时钟驱动下的模数转换器采样,其中调制频率和采样间隔为同源倍频关系。记录开始信号上升沿与第一个回波波形采样点前一时刻之间的全局时钟个数，得到粗距离，对采样数字波形进行傅里叶变换并利用频域鉴相获取回波正弦波形到其抵达前一时刻的相位差，且采用过采样后序列分解对回波进行多次相位测量以提高精度，并根据正弦调制周期换算成精距离，粗距离和精距离相加为距离信息。本发明具有无测程限制，硬件实现简单等特点。

主权项

一种基于同步采样和多重相位测量的激光测距方法，其特征在于包括以下步骤：1)在测距开始后，在全局时钟驱动下产生周期为全局时钟4×N倍的正弦调制信号对发射激光光强进行调制,N为正整数；2)经过目标表面反射的回波光信号被激光测距系统部分接收，并被光电探测器转换成电信号后再通过全局时钟驱动下的模数转换电路完成采样，得到数字化的回波波形；3)记录测距开始对应的时钟时刻与第一个回波波形采样点前一时刻间的时钟个数，并根据时钟周期换算成粗距离；4)对第一个回波波形采样点以及相距该点时刻依次为1/4、1/2和3/4个正弦调制周期一共4个采样点构成的采样序列1进行离散傅里叶变换，并根据频域鉴相法求解出该采样序列相对于第一个回波波形采样点前一时刻的相位值；5)对第二个回波波形采样点以及相距该点时刻依次为1/4、1/2和3/4个正弦调制周期一共4个采样点构成的采样序列2进行离散傅里叶变换，并根据频域鉴相法求解出该采样序列相对于第一个回波波形采样点前一时刻的相位值；6)以上述方式遍历所有采样点，得到多个相位测量值；7)将多个相位测量值取平均，并根据调制频率和光速换算成精距离；8)将粗距离和精距离相加得到目标到激光测距系统的距离。