本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種激光測距系統(tǒng)，其包括激光發(fā)射裝置，用于發(fā)射同步多頻激光，其包括多頻合成器；激光接收裝置，用于接收激光發(fā)射裝置發(fā)出的同步多頻激光，其包括用于對(duì)激光接收裝置輸出的同步多頻激光中的弱光信號(hào)進(jìn)行提取的弱光信號(hào)提取裝置；鑒相器，用于鑒別出激光發(fā)射裝置和激光接收裝置之間信號(hào)的相位差，鑒相器的輸入端分別連接到激光發(fā)射裝置和弱光信號(hào)提取裝置；補(bǔ)償控制裝置，其用于對(duì)鑒相器輸出的相位差進(jìn)行溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償控制裝置輸入端連接到鑒相器的輸出端、輸出端輸出距離信息。本發(fā)明專利技術(shù)提供的激光測距系統(tǒng)設(shè)有多頻同步發(fā)送、溫度補(bǔ)償、弱光信號(hào)提取等功能，從而具有測距精度高、測距速度快的優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)設(shè)及激光測量領(lǐng)域，特別是一種激光測距系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
大尺寸測量大型精密機(jī)械、航空航天、微電子裝備等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。不同的 測量光尺具有不同的優(yōu)點(diǎn)；最短的光尺用于保證必要的測距準(zhǔn)確度，最長的光尺用于保證 測距的量程。為了能實(shí)現(xiàn)長距離高準(zhǔn)確度測量，可W使用不同光尺測量的方案，解決了測量 范圍和測量精度之間的矛盾，能在數(shù)百米超長作用距離內(nèi)達(dá)到毫米至亞毫米級(jí)的靜態(tài)測量 精度。但是，不同尺寸的光尺不能同時(shí)產(chǎn)生，產(chǎn)生不同測量光尺的時(shí)間過長、測量的實(shí)時(shí)性 無法保證的問題。 目前，一般激光測距裝置均采用半導(dǎo)體器件和光敏元件組成的發(fā)射和接收系統(tǒng)， 半導(dǎo)體器件自身的發(fā)熱W及環(huán)境溫度的變化直接影響了測距的精確度。此外，由于漫反射 光源發(fā)出的光線形成的弱光信號(hào)幅度較小，且極易受到外界干擾，降低測距精確度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)公開的一種激光測距系統(tǒng)，設(shè)有多頻同步發(fā)送、溫度補(bǔ) 償、弱光信號(hào)提取等功能，從而具有測距精度高、測距速度快的優(yōu)點(diǎn)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 本專利技術(shù)所述的一種激光測距系統(tǒng)，其包括；激光發(fā)射裝置，其包括多頻合成器，用 于發(fā)射同步多頻激光；激光接收裝置，其包括用于對(duì)所述激光接收裝置輸出的同步多頻激 光中的弱光信號(hào)進(jìn)行提取的弱光信號(hào)提取裝置，用于接收所述激光發(fā)射裝置發(fā)出的同步多 頻激光；鑒相器，用于鑒別出所述激光發(fā)射裝置和所述激光接收裝置之間信號(hào)的相位差，所 述鑒相器的輸入端分別連接到所述激光發(fā)射裝置和所述弱光信號(hào)提取裝置；補(bǔ)償控制裝 置，其用于對(duì)所述鑒相器輸出的相位差進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所述補(bǔ)償控制裝置輸入端連接到所 述鑒相器的輸出端、輸出端輸出距離信息。 優(yōu)選的，所述激光發(fā)射裝置還包括D/A轉(zhuǎn)換器、激光驅(qū)動(dòng)器、激光二極管；所述多 頻合成器加權(quán)合成數(shù)字式的同步多頻信號(hào)依次通過所述D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換、所述激光驅(qū)動(dòng)器 驅(qū)動(dòng)所述激光二極管發(fā)出同步多頻激光，所述多頻合成器還連接到所述鑒相器。[000引優(yōu)選的，所述弱光信號(hào)提取裝置包括第一有源帶通濾波器和放大器。 優(yōu)選的，所述激光接收裝置還包括光學(xué)擋板、雪崩光電二極管、A/D轉(zhuǎn)換器；所述 光學(xué)擋板接收所述同步多頻激光并將其反射發(fā)送給所述雪崩光電二極管接收；所述雪崩光 電二極管接收所述同步多頻激光并依次通過所述弱光信號(hào)提取裝置和所述A/D轉(zhuǎn)換器發(fā) 送到所述鑒相器的輸入端。 優(yōu)選的，所述鑒相器與所述多頻合成器之間還設(shè)有第二有源帶通濾波器。 優(yōu)選的，所述多頻合成器是FPGA。 優(yōu)選的，所述同步多頻激光是同步雙頻激光。 本專利技術(shù)相較于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是： (1)本專利技術(shù)提供一種激光測距系統(tǒng)，該激光測距系統(tǒng)的激光發(fā)射裝置設(shè)有多頻合 成器，同時(shí)產(chǎn)生多種不同頻率的測量光尺，并且將不同頻率的測量光尺合成為一束激光同 步發(fā)出，節(jié)約了不同頻率的測量光尺的產(chǎn)生時(shí)間，保證測量精度的同時(shí)，大大地提高了激光 測距系統(tǒng)的測距速度；用于產(chǎn)生不同頻率測量光尺的多頻合成器采用FPGA，F(xiàn)PGA可W實(shí)現(xiàn) 不同的直接數(shù)字頻率合成，產(chǎn)生的頻率信號(hào)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，頻率轉(zhuǎn)換快，頻率的分辨率高，容易 控制； (2)本專利技術(shù)提供一種激光測距系統(tǒng)，該激光測距系統(tǒng)設(shè)有弱光信號(hào)提取裝置，用于 對(duì)漫反射光源發(fā)出的光線形成的弱光信號(hào)進(jìn)行有源帶通濾波和放大，濾除噪聲干擾、放大 弱光信號(hào)便于提取，從而提高激光測距系統(tǒng)的測距精確性； (3)本專利技術(shù)提供一種激光測距系統(tǒng)，該激光測距系統(tǒng)的激發(fā)發(fā)射系統(tǒng)設(shè)有補(bǔ)償控 制裝置，補(bǔ)償控制裝置用于對(duì)相位差進(jìn)行溫度補(bǔ)償，降低了激光測距系統(tǒng)自身發(fā)熱器件W 及環(huán)境變化對(duì)激光測距的影響，提高了測量的精度?！靖綀D說明】 圖1是本專利技術(shù)一種實(shí)施例提供的激光測距系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文 字能夠據(jù)W實(shí)施。 由圖1可知，本實(shí)施例公開一種激光測距系統(tǒng)，其包括用于發(fā)射同步多頻激光的 激光發(fā)射裝置100、用于接收激光發(fā)射裝置100發(fā)出的同步多頻激光的激光接收裝置200、 用于鑒別出所述激光發(fā)射裝置和所述激光接收裝置之間信號(hào)的相位差的鑒相器300、用于 進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償控制器400。 激光發(fā)射裝置100包括多頻合成器101、D/A轉(zhuǎn)換器102、激光驅(qū)動(dòng)器103、激光二 極管104。多頻合成器101將不同的激勵(lì)源加權(quán)合成數(shù)字式的同步多頻信號(hào)，然后依次通 過D/A轉(zhuǎn)換器102、激光驅(qū)動(dòng)器103、激光二極管104,同步多頻信號(hào)由數(shù)字信號(hào)變成模擬信 號(hào)后通過激光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)激光二極管，產(chǎn)生多種不同頻率的測量光尺的同時(shí)，將不同頻率 的測量光尺通過一束激光同步發(fā)出。多頻合成器101解決了測量范圍和測量精度之間的矛 盾，能實(shí)現(xiàn)長距離高準(zhǔn)確度測量的同時(shí)，大大地節(jié)約了測量時(shí)間，使得本實(shí)施例的激光測距 系統(tǒng)具有高速、長距離測距的功能與優(yōu)點(diǎn)。多頻合成器101還可W根據(jù)不同的距離信息對(duì) 不同頻率的測量光尺進(jìn)行選擇性合成，為了在保證測量精度的同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，本實(shí)施例的 同步多頻激光是同步雙頻激光，具有一個(gè)長測尺和一個(gè)段測尺。作為本實(shí)施例的優(yōu)選方式， 多頻合成器是FPGA(Field-Programm油leGateArray,現(xiàn)場可編程口陣列），F(xiàn)PGA可W 實(shí)現(xiàn)不同的直接數(shù)字頻率合成，產(chǎn)生的頻率信號(hào)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，頻率轉(zhuǎn)換快，頻率的分辨率高， 容易控制。 激光接收裝置200包括光學(xué)擋板201、雪崩光電二極管202、弱光信號(hào)提取裝置 203、A/D轉(zhuǎn)換器204 ;光學(xué)擋板201接收同步多頻激光并將其反射發(fā)送給雪崩光電二極管 202接收；雪崩光電二極管202接收的同步多頻激光依次通過弱光信號(hào)提取裝置203、A/D 轉(zhuǎn)換器204轉(zhuǎn)換后發(fā)送到所述鑒相器300的輸入端。其中，弱光信號(hào)提取裝置203包括第 一有源帶通濾波器和放大器，用于對(duì)光學(xué)擋板201的漫反射發(fā)出的光線形成的弱光信號(hào)進(jìn) 行有源帶通濾波和放大，濾除噪聲干擾、放大弱光信號(hào)便于所述鑒相器300提取，從而提高 激光測距系統(tǒng)的測距精確性。 本實(shí)施例采用的是相位法激光測距，通過間接測定激光調(diào)制信號(hào)在被測量距離上 往返所需的時(shí)間t2D來計(jì)算距離D，則有：[002引D = (c/2) t2D = (c/2)(0/2 31 f) 式中，c是光波在空氣中傳播的速度，〇為激光調(diào)制信號(hào)經(jīng)過被測距離D而產(chǎn)生的 相位移，f為激光調(diào)制信號(hào)的頻率，如果激光調(diào)制信號(hào)光波長較短時(shí)，相位移為： 巫=NiA1+A4 1式中；Ni表示相位移巫中包含的2 31的整數(shù)倍；Ad)1表示不是整周期2 31的相 位尾數(shù)，由上面兩個(gè)公式可W得出：【主權(quán)項(xiàng)】1. 一種激光測距系統(tǒng)，其特征在于，包括： 激光發(fā)射裝置，其包括多頻合成器，用于發(fā)射同步多頻激光； 激光接收裝置，其包括用于對(duì)所述激光接收裝置輸出的同步多頻激光中的弱光信號(hào)進(jìn) 行提取的弱光信號(hào)提取裝置，用于接收所述激光發(fā)射裝置發(fā)出的同步多頻激光； 鑒相器，用于鑒別出所述激光發(fā)射裝置和所述激光接收裝置之間信號(hào)的相位差，所述 鑒相器的輸入端分別連接到所述激光發(fā)射裝置和所述弱光信號(hào)提取裝置； 補(bǔ)償控制裝置，其用于對(duì)所述鑒相器輸出的相位差進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所述補(bǔ)償控制裝置 輸入端連接到所述鑒相器的輸出端、輸出端輸出距離信息。2. 如權(quán)利要求1所述的激光測距系統(tǒng)，其特征本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種激光測距系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光發(fā)射裝置，其包括多頻合成器，用于發(fā)射同步多頻激光；激光接收裝置，其包括用于對(duì)所述激光接收裝置輸出的同步多頻激光中的弱光信號(hào)進(jìn)行提取的弱光信號(hào)提取裝置，用于接收所述激光發(fā)射裝置發(fā)出的同步多頻激光；鑒相器，用于鑒別出所述激光發(fā)射裝置和所述激光接收裝置之間信號(hào)的相位差，所述鑒相器的輸入端分別連接到所述激光發(fā)射裝置和所述弱光信號(hào)提取裝置；補(bǔ)償控制裝置，其用于對(duì)所述鑒相器輸出的相位差進(jìn)行溫度補(bǔ)償，所述補(bǔ)償控制裝置輸入端連接到所述鑒相器的輸出端、輸出端輸出距離信息。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡佳佳，陳新榮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海翌森信息科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。