高精度免切换测距仪制造技术

技术编号:15377735 阅读:87 留言:0更新日期:2017-05-18 21:38
本实用新型专利技术属距离测量技术领域,涉及高精度免切换测距仪,包含有:存储装置、控制计算装置、第一/二时钟发生装置、传动驱动装置、发光元件驱动装置、产生激光或红外光束的发光元件、第一/二半反射镜、传送装置、光量调整装置、第一/二大物镜、反射体、第一/二接收元件、第一/二中频放大装置、高压发生装置、第一/二AD采样装置、第一/二双头光纤。本实用新型专利技术采用电外差混频技术、内外光路免切换的测定对象发出激光或红外光束并接收来自测定对象物体的反射光而测定距离的高精度测距装置,通过获取中频脉冲光的受光时间差来算距。本实用新型专利技术具有以下主要有益技术效果:测距稳定、精度高、光路不需要机械切换,尤其适合移动目标的距离测量。

High precision switch free range finder

The utility model belongs to the technical field of distance measurement, high precision free switch relates to range finder, comprises a storage device, control calculation device, the first / two clock generating device, drive device, light-emitting element driving device, laser or infrared light emitting element, the first / half mirror, transmission device, light quantity adjusting device the first / two lens, the reflector, the first / two / 2, receiving element first frequency amplifier, voltage generating device, the first / two / two AD sampling device, the first double optical fiber. The utility model adopts electric technology, optical heterodyne mixing and free switching measurement object emits laser or infrared beam and receives the reflected light from the object determination and determination of high precision measuring device for distance, through the acquisition of intermediate frequency pulse light receiving time difference to calculate the distance. The utility model has the following main beneficial technical effects: the ranging is stable, the precision is high, the optical path does not need mechanical switching, and the utility model is especially suitable for the distance measurement of moving targets.

【技术实现步骤摘要】
高精度免切换测距仪
本技术涉及一种基于电外差混频技术、内外光路免切换技术的测定对象发出激光或红外光束并接收来自测定对象物体的反射光而测定距离的高精度测距装置。
技术介绍
电子测距的原理就是利用电磁波的直线传播和波速稳定的特性,通过测出两点之间的电磁波传播延时时间进而间接测得之间距离的过程。一直以来,由于简单脉冲法原理测距精度差的弱点,相位法测距原理成为目前高精度测距装置的主流方式。在测距装置中,使用一定频率的载波将激光或红外光束进行调制,并将该光束作为测距装置的发射光。测定该发射光在测定对象反射的反射光的相位与测距装置内部产生的内部参考光的相位进行比较,由相位差计算得出测定对象的距离。假设调制频率为f,大气折射率为n,光速为c,反射测距光与内部参考光相位差为,测距距离为D,则:D=(c×)/(n×4×π×f)在测距装置内部的电路装置的时变特性对测出的距离精度有很大影响,通过反射测距光与内部参考光的比较,可以抵消测距装置内部电路装置的时变特性对测距距离的影响。现有技术的测距装置为:接收装置为一个接收元件,使用一种机械切换装置在测距光路与内部参光路之间切换,所述的机械切换装置切换到测距光路时接收元件接收测距光路的反射光并通过控制计算装置进行测算,并将测算结果放置在存储装置内;所述的机械切换装置切换到内部参考光路时接收元件接收内部参考光路的光并通过控制计算装置进行测算,并将测算结果放置在存储装置内;最后将上述两组测算结果取出后进行比较计算得出测距距离。接收元件输出的信号为高频小信号,所述高频信小号经过电路装置进行转换、放大,最后送入混频装置进行混频输出中频信号,中频信号再经过中频放大电路装置进行处理送入控制计算装置测算。现有技术的测距装置,其光路调制频率多为100MHz、150MHz,甚至达到200MHz,其接收元件的输出信号频率亦为100MHz、150MHz、200MHz,对于高频小信号的处理比较困难,且混频装置放置在接收元件之后容易引入同频率的高频串扰、噪声,导致测距不稳定、精度差。现有技术的的测距装置,在实际测距过程中其机械切换装置在不断地机械地进行切换。由于在测距过程中不断地机械切换,对于光路的高度调整、高速测算显得尤为困难,测距速度受到限制。尤其是在测量移动目标时,机械切换装置的缺陷显得尤为突出。在机械切换装置切换速度无法跟上测量目标移动速度时,会出现无法测算出距离的故障。
技术实现思路
为了解决上述问题,本技术的目的是:采用前置电外差混频装置解决高频窜扰、噪声问题,实现测距的高精度、高稳定性;去除测距光路与内部参光路之间的机械切换装置,实现高速测距。本技术是采用以下技术方案来实现的。高精度免切换测距仪,其特征在于包含有:存储装置、控制计算装置、第一时钟发生装置、传动驱动装置、发光元件驱动装置、产生激光或红外光束的发光元件、第一半反射镜、传送装置、光量调整装置、第一大物镜、第二大物镜、反射体、第二半反射镜、第一接收元件、第二接收元件、第一中频放大装置、高压发生装置、第二时钟发生装置、第二中频放大装置、第一AD采样装置、第二AD采样装置、第一双头光纤、第二双头光纤;其中:存储装置:用于存储内部参考信号结果及测距信号结果;控制计算装置:用于接收第一AD采样装置发出的信号、第二AD采样装置发出的信号、出发指令使第一时钟发生装置按指令要求工作、出发指令使第二时钟发生装置按指令要求工作、指令高压发生装置产生高压、指令存储装置存储数据及从存储装置中提取数据、指令传动驱动装置动作;第一时钟发生装置:用于产生发射调制频率,并送入发光元件驱动装置中;传送驱动装置:用于将调光指令转达给传送装置;发光元件驱动装置:用于驱动发光元件产生激光或红外光束;发光元件:用于产生激光或红外光束并将光束发射到第一半反射镜;第一半反射镜:用于接收一部分来自发光元件发出的激光或红外光束并将光束并反射到第二半反射镜;传送装置:用于接收传送驱动装置传达的调光指令并送入光量调整装置;光量调整装置:用于调节光量;第一大物镜:用于放大及聚焦自发光元件发出的一部分激光或红外光束,并传送至反射体中;反射体:用于接收第一大物镜送入的光束并进行光路的转向;第二大物镜:用于将反射体中发出的光束进行放大聚焦并送入第二双头光纤;第二半反射镜:用于接收第一半反射镜反射的光束并将接收的光束送入第一双头光纤的一端;第一接收元件:用于将第一双头光纤送入的光束与线与结果接收并输出至第一中频放大装置;第二接收元件:用于将第二双头光纤送入的光束与线与结果接收并输出至第二中频放大装置;第一中频放大装置:用于接收第一接收元件送入的光束与线与结果并进行中频放大和输出到第二AD采样装置;高压发生装置:用于在控制计算装置控制下产生高压并输出;第二时钟发生装置:用于在控制计算装置控制下产生混频用基准时钟并出后与高压发生装置产生的高压进行线与操作,并将线与结果送入第一接收元件及第二接收元件;第二中频放大装置:用于接收第二接收元件送入的光束与线与结果并进行中频放大和输出到第一AD采样装置;第一AD采样装置:用于将从第二中频放大装置采样得到的信号送入控制计算装置,第二中频放大装置采样得到的信号为测距信号;第二AD采样装置:用于将从第一中频放大装置采样得到的信号送入控制计算装置,第一中频放大装置采样得到的信号为内部参考信号;第一双头光纤:用于接收第二半反射镜送入的光束并将光束传送到第一接收元件;第二双头光纤:用于接收第二大物镜送入的光束并将光束传送到第二接收元件。上述所述的高精度免切换测距仪,其特征在于所述第一接收元件为光电二极管。上述所述的高精度免切换测距仪,其特征在于所述第二接收元件为光电二极管。上述所述的高精度免切换测距仪,其特征在于所述光量调整装置是根据测距信号与内部参考信号的光强度变化进行的光量调整;是根据第一接收元件、第二接收元件得到的中频脉冲光的受光时间差来计算距离。上述所述的高精度免切换测距仪,其特征在于所述控制计算装置为位MCU。上述所述的高精度免切换测距仪,其特征在于所述反射体为棱镜或反射片。上述所述的高精度免切换测距仪,其特征在于所述第一半反射镜相对于产生激光或红外光束的发光元件产生的光束成45°。上述所述的高精度免切换测距仪,其特征在于所述第二半反射镜的安装角度为35—55°。本技术中,在基于电外差混频技术、内外光路免切换技术的测定对象发出激光或红外光束并接收来自测定对象物体的反射光而测定距离的高精度测距装置中设有:发射测距用激光或红外光束的发光元件驱动装置5;产生激光或红外光束的发光元件6;将上述测距用激光或红外光束导入接收元件的测距光路14;将上述用测距用激光或红外光束导入接收元件的内部参考光路13;使上述测距光路和上述内部参考光路的光强度变化的光量调整装置;将上述接收元件高频信号直接转化为中频信号的电外差混频装置;以及基于上述第一接收元件13、第二接收元件14得到的中频脉冲光的受光时间差来计算距离的控制计算装置。另外,本技术的测距装置中,上述所述接收元件为光电二极管,同一套高精度测距装同时存在两路接收元件,且两路接收元件同时工作。另外,本技术的测距装置中,上述所述电外差混频装置为一种前置混频技术,先将高频信号搭载到高压载波上直本文档来自技高网
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高精度免切换测距仪

【技术保护点】
高精度免切换测距仪,其特征在于包含有:存储装置、控制计算装置、第一时钟发生装置、传动驱动装置、发光元件驱动装置、产生激光或红外光束的发光元件、第一半反射镜、传送装置、光量调整装置、第一大物镜、第二大物镜、反射体、第二半反射镜、第一接收元件、第二接收元件、第一中频放大装置、高压发生装置、第二时钟发生装置、第二中频放大装置、第一AD采样装置、第二AD采样装置、第一双头光纤、第二双头光纤;其中:存储装置:用于存储内部参考信号结果及测距信号结果;控制计算装置:用于接收第一AD采样装置发出的信号、第二AD采样装置发出的信号、出发指令使第一时钟发生装置按指令要求工作、出发指令使第二时钟发生装置按指令要求工作、指令高压发生装置产生高压、指令存储装置存储数据及从存储装置中提取数据、指令传动驱动装置动作;第一时钟发生装置:用于产生发射调制频率,并送入发光元件驱动装置中;传送驱动装置:用于将调光指令转达给传送装置;发光元件驱动装置:用于驱动发光元件产生激光或红外光束;发光元件:用于产生激光或红外光束并将光束发射到第一半反射镜;第一半反射镜:用于接收一部分来自发光元件发出的激光或红外光束并将光束并反射到第二半反射镜;传送装置:用于接收传送驱动装置传达的调光指令并送入光量调整装置;光量调整装置:用于调节光量;第一大物镜:用于放大及聚焦自发光元件发出的一部分激光或红外光束,并传送至反射体中;反射体:用于接收第一大物镜送入的光束并进行光路的转向;第二大物镜:用于将反射体中发出的光束进行放大聚焦并送入第二双头光纤;第二半反射镜:用于接收第一半反射镜反射的光束并将接收的光束送入第一双头光纤的一端;第一接收元件:用于将第一双头光纤送入的光束与线与结果接收并输出至第一中频放大装置;第二接收元件:用于将第二双头光纤送入的光束与线与结果接收并输出至第二中频放大装置;第一中频放大装置:用于接收第一接收元件送入的光束与线与结果并进行中频放大和输出到第二AD采样装置;高压发生装置:用于在控制计算装置控制下产生高压并输出;第二时钟发生装置:用于在控制计算装置控制下产生混频用基准时钟并出后与高压发生装置产生的高压进行线与操作,并将线与结果送入第一接收元件及第二接收元件;第二中频放大装置:用于接收第二接收元件送入的光束与线与结果并进行中频放大和输出到第一AD采样装置;第一AD采样装置:用于将从第二中频放大装置采样得到的信号送入控制计算装置,第二中频放大装置采样得到的信号为测距信号;第二AD采样装置:用于将从第一中频放大装置采样得到的信号送入控制计算装置,第一中频放大装置采样得到的信号为内部参考信号;第一双头光纤:用于接收第二半反射镜送入的光束并将光束传送到第一接收元件;第二双头光纤:用于接收第二大物镜送入的光束并将光束传送到第二接收元件。...

【技术特征摘要】
1.高精度免切换测距仪,其特征在于包含有:存储装置、控制计算装置、第一时钟发生装置、传动驱动装置、发光元件驱动装置、产生激光或红外光束的发光元件、第一半反射镜、传送装置、光量调整装置、第一大物镜、第二大物镜、反射体、第二半反射镜、第一接收元件、第二接收元件、第一中频放大装置、高压发生装置、第二时钟发生装置、第二中频放大装置、第一AD采样装置、第二AD采样装置、第一双头光纤、第二双头光纤;其中:存储装置:用于存储内部参考信号结果及测距信号结果;控制计算装置:用于接收第一AD采样装置发出的信号、第二AD采样装置发出的信号、出发指令使第一时钟发生装置按指令要求工作、出发指令使第二时钟发生装置按指令要求工作、指令高压发生装置产生高压、指令存储装置存储数据及从存储装置中提取数据、指令传动驱动装置动作;第一时钟发生装置:用于产生发射调制频率,并送入发光元件驱动装置中;传送驱动装置:用于将调光指令转达给传送装置;发光元件驱动装置:用于驱动发光元件产生激光或红外光束;发光元件:用于产生激光或红外光束并将光束发射到第一半反射镜;第一半反射镜:用于接收一部分来自发光元件发出的激光或红外光束并将光束并反射到第二半反射镜;传送装置:用于接收传送驱动装置传达的调光指令并送入光量调整装置;光量调整装置:用于调节光量;第一大物镜:用于放大及聚焦自发光元件发出的一部分激光或红外光束,并传送至反射体中;反射体:用于接收第一大物镜送入的光束并进行光路的转向;第二大物镜:用于将反射体中发出的光束进行放大聚焦并送入第二双头光纤;第二半反射镜:用于接收第一半反射镜反射的光束并将接收的光束送入第一双头光纤的一端;第一接收元件:用于将第一双头光纤送入的光束与线与结果接收并输出至第一中频放大装置;第二接收元件:用于将第二双头光纤送入的光束与线与结果接收并输出至第...

【专利技术属性】
技术研发人员:王赫薛彩霞
申请(专利权)人:苏州迅威光电科技有限公司
类型:新型
国别省市:江苏,32

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