多回波激光测距方法及激光测距仪技术

本发明专利技术涉及一种多回波激光测距方法，应用于激光测距仪中，其包括：激光发射单元发射一始波信号，同时，定时单元启动定时；激光接收单元接收始波信号接触到物体表面时反射回来的回波信号，直至定时时长达到后，关闭定时单元并终止激光接收单元接收；回波信号提取单元依次提取接收到的各个回波信号，并获取各个回波信号的强度值，将强度值满足预设阈值的回波信号作为有效回波信号；时间测量单元分别计算所述各个有效回波信号的接收时间与所述始波信号的发射时间的时间差值；多路选择单元将各个时间差值进行比较，输出最大的时间差值；距离运算单元根据所述最大的时间差值进行运算，得到最终的测距距离值，这样大大便提高了激光测距的准确度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种多回波激光测距方法，应用于激光测距仪中，其包括：激光发射单元发射一始波信号，同时，定时单元启动定时；激光接收单元接收始波信号接触到物体表面时反射回来的回波信号，直至定时时长达到后，关闭定时单元并终止激光接收单元接收；回波信号提取单元依次提取接收到的各个回波信号，并获取各个回波信号的强度值，将强度值满足预设阈值的回波信号作为有效回波信号；时间测量单元分别计算所述各个有效回波信号的接收时间与所述始波信号的发射时间的时间差值；多路选择单元将各个时间差值进行比较，输出最大的时间差值；距离运算单元根据所述最大的时间差值进行运算，得到最终的测距距离值，这样大大便提高了激光测距的准确度。【专利说明】多回波激光测距方法及激光测距仪
本专利技术涉及激光测距领域，具体涉及一种多回波激光测距方法及激光测距仪。
技术介绍
激光由于具有良好的方向性、单向性、高亮性和相干性等特点而被广泛应用在测距领域中，其中激光测距仪便是一种利用激光来测距的设备，其具有精确度高、分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点，因此被众多行业广泛使用。 激光测距技术可以分为激光飞行时间测距和非飞行时间测距两类，其中飞行时间测距又包括脉冲激光测距和连续波激光测距。 脉冲激光测距的基本原理是，测距仪的激光发射单元在测距点向被测目标物体发射一束强窄激光脉冲(可称为始波信号)，光脉冲传输到目标物体表面以后，其中一小部分激光(可称为回波信号)会反射回测距点被测距仪的激光接收单元所接收，根据激光接收单元接收到回波信号的时间与激光发射单元发射始波信号的时间之差，结合激光在介质(通常中空气)中的传播速度，便可推算出测距点和被测目标物体之间的距离。 但是在飞行时间测距中，激光的传播路径上可能会遇到多种反射率不同的障碍物，如雨，雾，树木的枝干，墙体等，这样，激光便很可能会返回多个与目标物体无关的回波信号，而现有技术的激光测距仪却往往只接收第一个返回的回波信号，而忽略了后续的回波信号，这样得到的回波信号便很可能并不是激光从目标物体表面返回的信号，在后续计算中，由该回波信号得到的距离值自然也不是测距点与目标物体之间的准确的距离值。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的激光测距方法可能导致所测的距离值不准确的技术问题，提出一种多回波激光测距方法。 本专利技术提出的一种多回波激光测距方法，应用于激光测距仪中，其包括以下步骤: 激光发射单兀发射一始波信号，同时，定时单兀启动定时； 激光接收单元接收所述始波信号接触到物体表面时反射回来的回波信号，直至所述定时时长达到后，关闭所述定时单元并终止所述激光接收单元接收； 回波信号提取单元依次提取接收到的各个回波信号，并获取各个回波信号的强度值，将强度值满足预设阈值的回波信号作为有效回波信号； 时间测量单元分别计算所述各个有效回波信号的接收时间与所述始波信号的发射时间的时间差值； 多路选择单元将各个时间差值进行比较，输出最大的时间差值； 距离运算单元根据所述最大的时间差值进行运算，得到测距点与目标物体之间的距离值；且所述距离值满足:cI=~，其中，d为所述距离值，Δ t为所述最大的时间差值，C为激光在介质中的传播速度。 作为优选，所述定时单元的定时时长满足:?=!，其中，t为定时时长，L为所述激 C 光测距仪的额定量程，C为激光在介质中的传播速度； 具体的，所述时间测量单元包括多个第一时间测量单元，所述时间测量单元分别计算所述各个有效回波信号的接收时间与所述始波信号的发射时间的时间差值的步骤具体包括: 启动计数单元计算所述有效回波信号的数量； 在各个第一时间测量单元中输入所述始波信号的时间信息，同时将所有的有效回波信号的时间信息输入第一个第一时间测量单元中；由第一个第一时间测量单元计算第一个有效回波信号与所述始波信号的时间差值，并输出第一个时间差值；然后将剩余的有效回波信号的时间信息输入第二个第一时间测量单元中，由第二个第一时间测量单元计算第二个有效回波信号与所述始波信号的时间差值，并输出第二个时间差值；以此类推，直至完成所有有效回波信号与所述始波信号的时间差测量完成。 具体的，时间测量单元分别计算所述各个有效回波信号与所述始波信号的时间差值的步骤具体包括: 启动计数单元计算所述有效回波信号的数量； 将所述始波信号的时间信息输入时间测量单元中； 采用流水线方式，将第一个有效回波信号的时间信息输入第二时间测量单元中，由所述第二时间测量单元测量所述第一个有效回波信号与所述始波信号的时间差值，并输出第一个时间差值；然后将第二个有效回波信号的时间信息输入所述第二时间测量单元中，由时间测量单元测量所述第二个有效回波信号与所述始波信号的时间差值，并输出第二个时间差值，以此类推，直至完成所有有效回波信号与所述始波信号的时间差测量完成。 此外，本专利技术还提出了一种激光测距仪，其主要包括以下单元: 激光发射单元，用于发射始波信号； 激光接收单元，接收所述始波信号接触到物体表面时反射回来的回波信号； 定时单元，用于设定所述激光接收单元持续接收所述回波信号的定时时长； 回波信号提取单元，依次提取接收到的各个回波信号，并获取各个回波信号的强度值，将强度值满足预设阈值的回波信号作为有效回波信号； 时间测量单元，用于分别计算所述各个有效回波信号的接收时间与所述始波信号的发射时间的时间差值； 多路选择单元，用于将各个时间差值进行比较，输出最大的时间差值； 距离运算单元，用于根据所述最大的时间差值进行运算，得到测距点与目标物体之间的距离值。 作为优选，本专利技术还提出的激光测距仪还包括: 计数单元:用于计算所述有效回波信号的数量，并输出数量值； 所述时间测量单元根据所述计数单元得到的数量值执行相应次数的时间差计算。 具体的，所述时间测量单元包括多个第一时间测量单元，各个所述第一时间测量单元用于对应计算各个有效回波信号与所述始波信号的时间差值，并分别输出所述时间差值； 具体的，所述时间测量单元具体为以下第二时间测量单元: 第二时间测量单元，用于输入所述始波信号的时间信息，同时采用流水线方式，输入第一个有效回波信号的时间信息，测量所述第一个有效回波信号与所述始波信号的时间差值，并输出第一个时间差值；然后输入第二个有效回波信号的时间信息，测量所述第二个有效回波信号与所述始波信号的时间差值，并输出第二个时间差值，以此类推，直至完成所有有效回波信号与所述始波信号的时间差测量完成。 本专利技术提出的一种多回波激光测距，通过对激光接收单元进行定时，使其在预定时长内接收所有的可能由目标物体反射回来的回波信号；然后利用强度阈值剔除一些明显无效(例如强度较小)的回波信号，剩下可能性较高的有效回波信号，再将各个有效回波信号的接收时间与始波信号的发射时间进行计算，得到最大的时间差值；在确保前述预定时长比较准确、合理的情况下，根据该最大时间差值结合激光在介质(通常是在空气)中的传播速度便可准确地计算到测距点与目标物体的距离(通常目标物体的体积要比其与激光测距仪之间的障碍物大得多，因此可认为在激光测距仪的量程内，目标物体的表面即为激光传播的终点，因此最晚接收到的有效回波信号便可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多回波激光测距方法，应用于激光测距仪中，其特征在于，包括： 激光发射单元发射一始波信号，同时，定时单元启动定时； 激光接收单元接收所述始波信号接触到物体表面时反射回来的回波信号，直至所述定时时长达到后，关闭所述定时单元并终止所述激光接收单元接收； 回波信号提取单元依次提取接收到的各个回波信号，并获取各个回波信号的强度值，将强度值满足预设阈值的回波信号作为有效回波信号； 时间测量单元分别计算所述各个有效回波信号的接收时间与所述始波信号的发射时间的时间差值； 多路选择单元将各个时间差值进行比较，输出最大的时间差值； 距离运算单元根据所述最大的时间差值进行运算，得到测距点与目标物体之间的距离值；且所述距离值满足：其中，d为所述距离值，Δt为所述最大的时间差值，c为激光在介质中的传播速度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚锋，
申请(专利权)人：李亚锋，
类型：发明
国别省市：广东;44