一种提高相位激光测距测量频率的方法技术

本发明专利技术属于工程测量技术领域，具体涉及一种提高相位激光测距测量频率的方法。本振信号与基带信号相乘得到振幅键控调制信号，通过激光驱动电路驱动LD发出二进制数字振幅键控调制波形激光，构成脉冲与相位的混合调制激光波形，返回激光信号由光电二极管PD探测，信号处理单元采用脉冲飞行时间测量与相位差测量相结合的方法，并将探测得到的电信号分成两路，一路电信号采用阈值比较的方法，将信号转换成方波信号测量开始基带信号的时间间隔，得到距离粗值，另一路电信号采用混频的处理方法，与本振信号进行混频处理，通过相位差测量电路测量回波正弦信号与本振信号的相位差，得到距离的精值。本发明专利技术可大幅度提高相位激光测距测量频率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高相位激光测距测量频率的方法
本专利技术属于工程测量
，具体涉及一种提高相位激光测距测量频率的方法。
技术介绍
相位激光测距是通过测量连续的幅度调制信号在待测距离上往返传播所产生的相位延迟，间接地测定信号传播时间，从而获得被测距离的，这种方法测量精度高，通常在毫米量级。由于相位测相技术只能测量出不足2π的相位位数，而不能确定出相位的整周期，引用一个“光尺”(调制频率)是无法测定距离的，需引入多把测尺，“粗尺”(低调制频率)用于求解远距离值，“精尺”(高调制频率)用于求解近距离值。然而，采用多把“光尺”会带来测量频率低的问题，传统的多“光尺”相位测距仪测量频率一般为10Hz。目前，提高相位测距测量频率的主要原理是提高处理信号的速度。这种原理要求处理电路的时钟达到百兆量级，但由于髙时钟频率会带来信号完整性与电源完整性的问题，要实现高测量频率相位激光测距，实现难度大、成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高相位激光测距测量频率的方法，以解决现有技术中相位激光测距测量频率提高难度大的问题。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种提高相位激光测距测量频率的方法，基带信号形成器生成基带信号u(t)，通过控制u(t)可调整测量频率，本振信号cos(2πfct)经过乘法器与u(t)相乘，得到振幅键控调制信号uASK(t)，uASK(t)通过激光驱动电路驱动LD发出二进制数字振幅键控调制波形激光，构成脉冲与相位的混合调制激光波形，返回激光信号由光电二极管PD探测，信号处理单元采用脉冲飞行时间测量与相位差测量相结合的方法，并将探测得到的电信号分成两路，一路电信号采用阈值比较的方法，将信号转换成方波信号测量开始基带信号的时间间隔，得到距离粗值，另一路电信号采用混频的处理方法，与本振信号进行混频处理，通过相位差测量电路测量回波正弦信号与本振信号的相位差，得到距离的精值。本专利技术所取得的有益效果为：本专利技术可大幅度提高相位激光测距测量频率。附图说明图1为提高相位激光测距测量频率的方法原理图；图2为提高相位激光测距测量频率的方法激光调制波形示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术所述提高相位激光测距测量频率的方法如下：激光发射单元采用二进制数字振幅键控(ASK)调制方法调制激光输出，数字1的位置为高调制频率的正弦波形，数字0的位置为低电平，基带信号形成器生成基带信号u(t)，如图2所示，通过控制u(t)可调整测量频率，比如取u(t)的频率为1kHz，则相位激光测距测量频率为1kHz。本振信号cos(2πfct)经过乘法器与u(t)相乘，得到ASK调制信号uASK(t)，uASK(t)通过激光驱动电路驱动LD发出二进制数字振幅键控(ASK)调制波形激光，这样就构成了脉冲与相位的混合调制激光波形，并且相对于传统相位测距激光发射峰值功率高，有利于测量更远的距离。返回激光信号由光电二极管PD探测，信号处理单元采用脉冲飞行时间测量与相位差测量相结合的方法，并将探测得到的电信号分成两路，一路电信号采用阈值比较的方法，将信号转换成方波信号测量开始基带信号的时间间隔，得到距离“粗值”，该支路距离测量精度可达cm量级，理论上测量范围不限，主要由激光器输出峰值功率与探测器探测灵敏度决定。另一路电信号采用混频的处理方法，与本振信号进行混频处理，通过相位差测量电路测量回波正弦信号与本振信号的相位差，得到距离的“精值”，该支路距离测量精度可达mm量级，测量范围主要由本振调制频率决定。因此，在一次测量中获得了距离的精确值，不需要使用多把“光尺”，在保证测量精度的情况下，有效的提高了相位激光测距的测量频率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高相位激光测距测量频率的方法，其特征在于：基带信号形成器生成基带信号u(t)，通过控制u(t)可调整测量频率，本振信号cos(2πfct)经过乘法器与u(t)相乘，得到振幅键控调制信号uASK(t)，uASK(t)通过激光驱动电路驱动LD发出二进制数字振幅键控调制波形激光，构成脉冲与相位的混合调制激光波形，返回激光信号由光电二极管PD探测，信号处理单元采用脉冲飞行时间测量与相位差测量相结合的方法，并将探测得到的电信号分成两路，一路电信号采用阈值比较的方法，将信号转换成方波信号测量开始基带信号的时间间隔，得到距离粗值，另一路电信号采用混频的处理方法，与本振信号进行混频处理，通过相位差测量电路测量回波正弦信号与本振信号的相位差，得到距离的精值。

【技术特征摘要】
1.一种提高相位激光测距测量频率的方法，其特征在于：基带信号形成器生成基带信号u(t)，通过控制u(t)可调整测量频率，本振信号cos(2πfct)经过乘法器与u(t)相乘，得到振幅键控调制信号uASK(t)，uASK(t)通过激光驱动电路驱动LD发出二进制数字振幅键控调制波形激光，构成脉冲与相位的混合调制激光波形，返回激光信...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭力振，朱浩，宋金城，刘柯，缪寅宵，王晓宁，李元芳，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11