[发明专利]一种面向长距离高精度的复合式激光测距方法及系统

摘要

本发明提供了一种面向长距离高精度的复合式激光测距方法及系统。测距方法在发射端采用两个独立的不同波长的光源生成两路测距信号，分别实现脉冲编码法测距与相位法测距，脉冲编码法是低阶伪码信号与脉冲法的结合。测距系统包括两台连续激光器、m序列信号调制单元、相位调制单元、一对光学天线、两台光电探测器、脉冲编码处理模块、相位法处理模块和测距结果计算单元等。测距系统实现编码脉冲法与相位法两路测距信号的独立测量且互不干扰，并将脉冲编码与相位法的测距结果复合，得到更高的测距精度。本发明将伪码测距的精度优势引入传统的脉冲法，提升了测量精度，相比于脉冲式有更强的抗干扰性，相比于伪码测距法拥有更短的伪码捕获匹配时间。

主权项

1.一种面向长距离高精度的复合式激光测距方法，其特征在于，在发射端采用两个独立的不同波长的光源生成两路测距信号，分别实现脉冲编码法测距与相位法测距；(一)实现脉冲编码法测距的方法是：首先，采用连续激光器按K阶m序列伪随机码调制脉冲串作为测距信号，测距信号的总码长为2K‑1，码元宽度为1/fPulse，fPulse为脉冲串的重复频率；K为正整数；其次，当接收到回波信号时，设计数器记下N个时钟周期，计数器的时钟频率f＝fPulse；将回波信号左移N+1个码元宽度后，在右侧的两个码元宽度区间内做自相关运算，找到自相关函数的最大值处，设该最大值处向右的位移量为h；则脉冲编码法的测距结果L1为：其中，c为光速；(二)实现相位法测距，具体是：采用连续激光器生成的光信号经过相位调制生成测距信号，测距信号的波长为λ；设相位法的测距结果为L2；相位法的最大测程即半波长λ/2，必须大于脉冲编码法与相位法测量误差之和；(三)将脉冲编码法和相位法的测距结果复合，确定最终的测距结果；首先，将脉冲编码法的测距结果L1和相位法的测距结果L2复合，得到测量距离Lstart为：Lstart＝L1‑mod(L1,λ/2)+L2‑PK×λ/2；其中，mod表示取余数；PK的取值为1或0，当L2>λ/4时，PK取1，否则PK取0；然后，判断下式是否成立：|L1‑Lstart|＞λ/4；若成立，则最终测距结果L＝Lstart+λ/2；若不成立，则最终测距结果L＝Lstart。