一种用于信号增强的光中继器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于信号增强的光中继器，光中继器与三脚架基座或发射基站基座连接，光中继器为一盒体，盒体的底面中心部位由磁铁材料制成；光中继器包括：光电接收器、信号处理单元和电池，光电接收器设置在盒体的顶面、左侧面、右侧面和后面；电池为光电接收器、信号处理单元提供供电电源；光电接收器用于接收发射基站发射的发射信号，信号处理单元将发射信号以最小的附加噪声和失真，将光脉冲信号转换为电脉冲信号，再进行滤波和放大，最后将电脉冲信号转换成有效发射信号发射。本发明专利技术解决了发射基站信号传播距离不足的缺点，也可以改变发射信号的方向，进而可以测量到一些盲区，改善了整个系统的适应性，降低了整个过程的复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光中继器领域，尤其涉及一种用于信号增强的光中继器。
技术介绍
工作空间测量定位系统(workspaceMeasuringPositionSystem)是一种全自动化、多任务并行处理、高精度、实时性高的三维坐标测量系统。类似于全球定位系统(GPS)的构成，该系统主要包括：发射基站和接收器。发射基站布置于工业测量现场，构成区域测量场，此测量场内的接收器可实现对自身三维坐标的测量。其基本原理是多平面约束定位原理，即每个发射基站提供两个旋转激光平面，n个发射基站即能提供2n个旋转激光平面；接收器感知发射基站在每个旋转周的初始位置时发出的同步光信号与某个激光平面旋转到接收器所在位置时的信号之间的时间间隔，得到该平面从每个旋转周的初始位置旋转到接收器所在位置的角度；类似的，接收器可感知其他平面从每周初始位置旋转到它所在位置的角度，这样，空间内多个平面就交会到接收器这一点上，通过解算方程得到此接收器的空间位置坐标。此测量系统中的发射基站通过机械及光学手段产生绕固定轴转动的光平面，对周围空间进行扫描。测量时装有光敏元件的接收器被安装在需要测量的目标位置，通过计时的方法测量扫描光信号从预定的初始位置转到接收器时所经过的扫描角。以扫描光平面处于初始位置时发射基站向接收器发出同步光脉冲作为测角计时起点的同步信号，当扫描光平面扫过接收器光敏区时产生扫描脉冲信号作为接收器计时终点信号。接收器通过测量同步信号与扫描信号间的时间间隔可以计算出扫描光信号从初始位置到接收器所经过的扫描角。通常情况下，发射基站在地面一定高度通过立柱进行安装，并向全周360度进行光电扫描，从而实现测量，但存在很多不足：1)实际应用过程中，由于发射基站布置在地面，在测量的时候由于人员、周围设备等原因，造成遮挡；2)由于发射基站的信号传播有效距离有限，接收器接受有效信号的距离只有25米左右，对于更远距离的测量具有一定的约束限制；3)要实现远距离测量时，需要利用多个发射基站进行空间布局，才能完成测量任务，这样就增加了发射基站的数量，同时也增加了计算的复杂程度；4)地面电缆过多，当发射基站数目多时更突出，影响其余设备的通过性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于信号增强的光中继器，本专利技术解决了远距离测量时有效距离的失真性和约束性、以及复杂环境下多次转站的问题，提高了整个空间测量系统的适应性与高效性，为空间被测点的测量和标定提供可靠的硬件支持，详见下文描述：一种用于信号增强的光中继器，所述光中继器与三脚架基座或发射基站基座连接，所述光中继器为一盒体，盒体的底面中心部位由磁铁材料制成；所述光中继器包括：光电接收器、信号处理单元和电池，所述光电接收器设置在盒体的顶面、左侧面、右侧面和后面；所述电池为所述光电接收器、所述信号处理单元提供供电电源；所述光电接收器用于接收发射基站发射的发射信号，所述信号处理单元将发射信号以最小的附加噪声和失真，将光脉冲信号转换为电脉冲信号，再进行滤波和放大，最后将电脉冲信号转换成有效发射信号发射。所述电池为可充电电池。所述光中继器还包括：按钮开关和充电接口。所述光中继器的顶面、左侧面、右侧面、前面和后面都开有由光学玻璃制成的窗口。其中，所述光电接收器由光电传感器、电路板和固定结构架三个部分组成；所述光电传感器用于接收光脉冲信号并将其转换成电脉冲信号；所述电路板对接收到的电脉冲信号进行处理；所述固定结构架用于固定所述光电传感器和所述电路板。其中，所述电路板由稳压模块、信号接收模块、放大电路、滤波电路、信号采样电路和信号输出电路组成。其中，所述稳压模块用于为整个电路板提供稳定的电压，让电路可以稳定的运作；所述信号接收电路用于将接收到的光脉冲信号转换成电脉冲信号。进一步地，所述放大电路、所述滤波电路用于将接收到的较弱的电脉冲信号进行放大处理，然后对放大后的信号进行滤波处理，得到稳定的信号，滤除杂波和干扰。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：通过本专利技术设计的光中继器，可以将光中继器安放在距离发射基站20米左右的位置，通过4个光电接收面来接收由发射基站发射出来的信号，然后将信号处理和放大后，再由光脉冲输出面将信号发射出去，这样就可以将有效信号的传播距离增加，解决了发射基站信号传播距离不足的缺点，也可以改变发射信号的方向，进而可以测量到一些盲区，改善了整个系统的适应性，降低了整个过程的复杂度。附图说明图1为一种用于信号增强的光中继器的结构示意图；图2为光中继器的主视图；图3为光中继器的主视图的截面示意图；图4为光中继器的实际工作示意图；图5为为光电接收器的示意图；图6为电路板的示意图；图7为滤波电路的示意图；图8为稳压模块的示意图；图9为信号接收电路的示意图；图10为放大电路的示意图；图11为信号采样电路的示意图；图12为信号输出电路的示意图；。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1：电池；2：按钮开关；3：工作指示灯；4：充电插口；5：光电接收器；6：信号处理单元；51：光电传感器；52：电路板；53：固定结构架；521：稳压模块；522：信号接收模块；523：放大电路；524：滤波电路；525：信号采样电路；526：信号输出电路。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1一种用于信号增强的光中继器，是wMPS系统的一个独立模块，参见图1和图2，该光中继器包括：电池1、按钮开关2、工作指示灯3、充电插口4、光电接收器5、和信号处理单元6。光电接收器5用于接收发射基站发射的发射信号，将发射信号接收后，再由信号处理单元6进行一系列的处理，得到有效发射信号的光脉冲。在有效发射信号不失真的情况下，由光脉冲输出部分将有效发射信号进行放大，然后再次发射出去。有效发射信号通过一次放大后，传播距离得到增加。其中，信号处理单元6是整个光中继器的核心部分，主要用于将光电接收器5接收到的发射信号以最小的附加噪声和失真，将光脉冲信号转换为电脉冲信号，然后再进行滤波和放大，最后再将电脉冲信号转换成有效发射信号发射出来。本专利技术实施例提供的光中继器，可以安装于任何发射基站信号有效覆盖空间内，克服了发射基站的发射信号传播距离太短的问题。本专利技术实施例设计的光中继器，适合大距离、复杂环境下。实施例2下面结合具体的图3、图4对实施例1中的方案进行详本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于信号增强的光中继器，所述光中继器与三脚架基座或发射基站基座连接，其特征在于，所述光中继器为一盒体，盒体的底面中心部位由磁铁材料制成；所述光中继器包括：光电接收器、信号处理单元和电池，所述光电接收器设置在盒体的顶面、左侧面、右侧面和后面；所述电池为所述光电接收器、所述信号处理单元提供供电电源；所述光电接收器用于接收发射基站发射的发射信号，所述信号处理单元将发射信号以最小的附加噪声和失真，将光脉冲信号转换为电脉冲信号，再进行滤波和放大，最后将电脉冲信号转换成有效发射信号发射。

【技术特征摘要】
1.一种用于信号增强的光中继器，所述光中继器与三脚架基座或发射基站基座连接，
其特征在于，所述光中继器为一盒体，盒体的底面中心部位由磁铁材料制成；所述光中继
器包括：光电接收器、信号处理单元和电池，所述光电接收器设置在盒体的顶面、左侧面、
右侧面和后面；
所述电池为所述光电接收器、所述信号处理单元提供供电电源；
所述光电接收器用于接收发射基站发射的发射信号，所述信号处理单元将发射信号以
最小的附加噪声和失真，将光脉冲信号转换为电脉冲信号，再进行滤波和放大，最后将电
脉冲信号转换成有效发射信号发射。
2.根据权利要求1所述的一种用于信号增强的光中继器，其特征在于，所述电池为
可充电电池。
3.根据权利要求1所述的一种用于信号增强的光中继器，其特征在于，所述光中继
器还包括：按钮开关和充电接口。
4.根据权利要求1所述的一种用于信号增强的光中继器，其特征在于，所述光中继
器的顶面、左侧面、右侧面、前面和后面都开有由光学玻璃制成的窗口。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：任永杰，邾继贵，杨凌辉，林嘉睿，郭寅，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12