激光测距装置及测距精度修正方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光测距装置及测距精度修正方法，属于精密测距技术领域。激光测距装置包括，调制信号源电路、激光器、分光棱镜、参考光路探测器、回波接收探测器和调制及测距控制电路，调制信号源电路与激光器电连接，输出调制电流信号到激光器，分光棱镜设置在调制激光的光路上，将调制激光分为检测光束和参考光束，参考光路探测器接收参考光束输出参考信号，回波接收探测器接收经目标物反射回的检测光束输出回波信号，调制及测距控制电路分别与回波接收探测器、参考光路探测器和调制信号源电路电连接，用于接收回波信号和参考信号，处理计算后输出目标距离，同时输出调制幅度修正信号到调制信号源电路。

Laser Ranging Device and Correction Method of Ranging Accuracy

The invention provides a laser ranging device and a ranging accuracy correction method, belonging to the technical field of precision ranging. Laser ranging device includes modulation signal source circuit, laser, spectroscopic prism, reference light path detector, echo receiving detector and modulation and ranging control circuit. Modulation signal source circuit is electrically connected with laser, and modulation current signal is output to laser. The spectroscopic prism is set on the optical path of modulation laser. Modulation laser is divided into detection beam and reference beam. The channel detector receives the reference beam output signal, the echo receiver receives the echo signal from the detected beam reflected by the target, and the modulation and ranging control circuit is electrically connected with the echo receiver, the reference light path detector and the modulation signal source circuit, respectively, for receiving the echo signal and the reference signal, processing and calculating the output target distance, and outputting the modulation at the same time. Amplitude correction signal to modulation signal source circuit.

【技术实现步骤摘要】
激光测距装置及测距精度修正方法
本专利技术涉及精密测距
，具体而言，涉及一种激光测距装置及测距精度修正方法。
技术介绍
我国做作为全球制造大国，多年以来先进制造业领域得到了长足的发展。作为先进制造的一项重要技术，高精度绝对测距是大型装备组装中不可或缺的测量手段。现有的绝对距离测量法包括脉冲飞行时间法、相位测距法、多波长干涉法和调频连续波测量法等等。在精密测距中，相位测距法最为常用。相位测距法，通过对激光光源进行正弦调制，然后探测测量光与参考光的相位差，计算得到测量目标的绝对距离。相位激光测距仪通过探测激光信号的强度信息来进行相位差的计算，但是由于测量环境的干扰和发射激光稳定性的波动，造成了接收到的激光信号的强度发生了变化，使得计算得到的相位信息不能准确的反映出目标距离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光测距装置及测距精度修正方法，能够通过该激光测距装置的调制及测距控制电路对参考信号和回波信号进行比对产生调制幅度修正信号，从而对调制激光进行修正，使用修正后的激光能够降低大气对调制激光的干扰，进而提升了激光测距装置的测量精度。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例的一方面，提供一种激光测距装置，包括：调制信号源电路、激光器、分光棱镜、参考光路探测器、回波接收探测器和调制及测距控制电路；调制信号源电路与激光器电连接，用于输出调制电流信号到激光器以产生调制激光，分光棱镜设置在调制激光的光路上，用于将调制激光分为检测光束和参考光束，参考光路探测器设置在参考光束的出光方向，用于接收参考光束，并输出参考信号，回波接收探测器接收经目标物反射回的检测光束，并输出回波信号，其中回波信号包括与目标距离对应的相位信号和与大气干扰对应的调制幅度信号，调制及测距控制电路分别与回波接收探测器、参考光路探测器和调制信号源电路电连接，用于接收回波信号和参考信号，处理计算后输出目标距离，同时输出调制幅度修正信号到调制信号源电路。可选地，调制及测距控制电路包括：调制信号产生模块、回波与参考信号采样模块、波形幅度比较修正模块和测相计算模块；调制信号产生模块产生调制信号并输出给调制信号源电路，回波与参考信号采样模块实时同步采集回波信号和参考信号，将与大气干扰相关的调制幅度信号和参考信号送入波形幅度比较修正模块，将与目标距离相关的相位信号送入测相计算模块，波形幅度修正模块接收参考信号和与大气干扰对应的调制幅度信号，进行波形幅度比较并产生调制幅度修正信号送入调制信号产生模块，测相计算模块接收与目标距离相关的相位信号，进行计算得到相位差数据并解算成相应的测量距离信息。可选地，激光测距装置还包括光束准直镜，光束准直镜设置在检测光束的光路上。可选地，激光测距装置还包括回波会聚镜，回波会聚镜设置在经目标物反射回的检测光束的光路上。可选地，光束准直镜贴合设置在分光棱镜检测光束的出光口。可选地，回波会聚镜贴合设置在回波接收探测器的入光侧。本专利技术实施例的另一方面，提供一种测距精度修正方法，包括：调制信号源电路产生调制电流信号对激光器进行调制；激光器输出调制激光；调制激光通过分光棱镜分为检测光束和参考光束，其中，检测光束朝向目标物出射；参考光路探测器接收参考光束并将参考光束转换为参考信号输出；回波接收探测器接收经目标物反射回的检测光束，并转换为回波信号输出，其中，回波信号包括与目标距离对应的相位信号和与大气干扰对应的调制幅度信号；调制及测距控制电路分别接收参考信号和回波信号，处理计算后输出目标距离，同时输出调制幅度修正信号到调制信号源电路。可选地，调制及测距控制电路分别接收参考信号和回波信号，处理计算后输出目标距离，同时输出调制幅度修正信号到调制信号源电路包括：调制及测距控制电路对回波信号中与大气干扰对应的调制幅度信号和参考信号进行比对，输出调制幅度修正信号；调制及测距控制电路对回波信号中与目标距离对应的相位信号进行计算，输出目标距离。可选地，激光测距装置包括光束准直镜，调制激光通过分光棱镜分为检测光束和参考光束及回波接收探测器接收经目标物反射回的检测光束，并转换为回波信号输出之间，该测距精度修正方法还包括：检测光束通过光束准直镜进行准直后朝向目标物出射。可选地，激光测距装置还包括回波会聚镜，调制激光通过分光棱镜分为检测光束和参考光束及回波接收探测器接收经目标物反射回的检测光束，并转换为回波信号输出之间，该测距精度修正方法还包括：经目标物反射回的检测光束通过回波会聚镜进行会聚再射向回波接收探测器。本专利技术实施例的有益效果包括：本专利技术实施例提供的一种激光测距装置及测距精度修正方法，包括调制信号源电路、激光器、分光棱镜、参考光路探测器、回波接收探测器和调制及测距控制电路。通过调制信号电路与激光器电连接，对激光器发出的激光进行调制使激光器产生调制激光，进而利用调制激光进行测距。通过分光棱镜设置在调制激光的光路上，利用分光棱镜将激光器发出的调制激光分为检测光束和参考光束，从而通过检测光束进行距离测量，利用参考光束进行调制激光的修正。通过将参考光路探测器设置在参考光束的出光方向，利用参考光路探测器将参考光束转换为参考信号，进而利用参考信号作为激光调制修正的参考对象。回波接收探测器接收经目标物反射回的检测光束，并输出回波信号，其中回波信号包括与目标距离对应的相位信号和与大气干扰对应的调制幅度信号，进而通过调制及测距控制电路对回波信号和上述参考信号进行处理，产生调制幅度修正信号，对调制电流信号源电路产生的调制电流信号进行修正，进而对调制激光进行修正，进而使修正后的调制激光受到大气干扰的影响减少，从而提升了该激光测距装置对于距离测量的精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的激光测距装置的示意图；图2为本专利技术实施例提供的测距精度修正方法的流程图之一；图3为本专利技术实施例提供的测距精度修正方法的流程图之二；图4为本专利技术实施例提供的测距精度修正方法的流程图之三；图5为本专利技术实施例提供的测距精度修正方法的流程图之四。图标：100-调制信号源电路；200-激光器；300-分光棱镜；400-光束准直镜；500-参考光路探测器；600-回波会聚镜；700-回波接收探测器；800-调制及测距控制电路。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光测距装置，其特征在于，包括：调制信号源电路、激光器、分光棱镜、参考光路探测器、回波接收探测器和调制及测距控制电路；所述调制信号源电路与所述激光器电连接，用于输出调制电流信号到所述激光器以产生调制激光；所述分光棱镜设置在所述调制激光的光路上，用于将所述调制激光分为检测光束和参考光束；所述参考光路探测器设置在所述参考光束的出光方向，用于接收所述参考光束，并输出参考信号；所述回波接收探测器接收经目标物反射回的检测光束，并输出回波信号，其中回波信号包括与目标距离对应的相位信号和与大气干扰对应的调制幅度信号；所述调制及测距控制电路分别与所述回波接收探测器、所述参考光路探测器和所述调制信号源电路电连接，用于接收所述回波信号和所述参考信号，处理计算后输出目标距离，同时输出调制幅度修正信号到所述调制信号源电路。

【技术特征摘要】
1.一种激光测距装置，其特征在于，包括：调制信号源电路、激光器、分光棱镜、参考光路探测器、回波接收探测器和调制及测距控制电路；所述调制信号源电路与所述激光器电连接，用于输出调制电流信号到所述激光器以产生调制激光；所述分光棱镜设置在所述调制激光的光路上，用于将所述调制激光分为检测光束和参考光束；所述参考光路探测器设置在所述参考光束的出光方向，用于接收所述参考光束，并输出参考信号；所述回波接收探测器接收经目标物反射回的检测光束，并输出回波信号，其中回波信号包括与目标距离对应的相位信号和与大气干扰对应的调制幅度信号；所述调制及测距控制电路分别与所述回波接收探测器、所述参考光路探测器和所述调制信号源电路电连接，用于接收所述回波信号和所述参考信号，处理计算后输出目标距离，同时输出调制幅度修正信号到所述调制信号源电路。2.如权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述调制及测距控制电路包括：调制信号产生模块、回波与参考信号采样模块、波形幅度比较修正模块和测相计算模块；所述调制信号产生模块产生调制信号并输出给所述调制信号源电路；所述回波与参考信号采样模块实时同步采集回波信号和参考信号，将所述与大气干扰相关的调制幅度信号和所述参考信号送入所述波形幅度比较修正模块，将所述与目标距离相关的相位信号送入所述测相计算模块；所述波形幅度修正模块接收所述参考信号和所述与大气干扰对应的调制幅度信号，进行波形幅度比较并产生所述调制幅度修正信号送入所述调制信号产生模块；所述测相计算模块接收所述与目标距离相关的相位信号，进行计算得到相位差数据并解算成相应的测量距离信息。3.如权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光测距装置还包括光束准直镜，所述光束准直镜设置在所述检测光束的光路上。4.如权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光测距装置还包括回波会聚镜，所述回波会聚镜设置在经目标物反射回的检测光束的光路上。5.如权利要求3所述的激光测距装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪荣祎，周维虎，孙正欣，王蕾，纪菲，邓宝君，高阳，王泉，朱恒，张滋黎，董登峰，
申请(专利权)人：青岛市光电工程技术研究院中国科学院光电研究院青岛光电工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：山东,37