单光路系统的测距装置制造方法及图纸

本申请涉及一种单光路系统的测距装置，包括信号产生模块，用于产生第一电信号和第二电信号；信号发射模块与信号产生模块连接，用于对第一电信号进行补偿处理后转换为光信号，并将光信号以及补偿后的第一电信号传输至所述信号接收模块；信号接收模块分别与信号产生模块以及信号发射模块连接，用于接收第二电信号、第一电信号以及光信号的反射信号，并根据反射信号、第二电信号形成第一混频信号以及根据第一电信号、第二电信号形成第二混频信号；信号处理模块与信号接收模块连接，用于对接收的第一混频信号和第二混频信号进行处理以输出测量距离。该测距装置通过对第一电信号进行补偿处理，可以消除温度变化的影响，提高测量结果的稳定性和精度。

【技术实现步骤摘要】
单光路系统的测距装置
本专利技术涉及光电测距
，特别是涉及一种单光路系统的测距装置。
技术介绍
激光测距在激光雷达，建筑施工、工业传感器等领域广泛应用。激光测距仪器对测量精度要求很高，因此其电路的复杂程度与精密器件的需求也大大提高。环境因素如温度以及器件使用寿命对器件性能的影响进而导致器件产生的相位漂移，不可忽视。以相位式测量为例，传统的，双光路系统的两个发光器件(如激光二极管)受光路的限制，安装位置存在一定的距离且其周围的散热空间不一样，通常存在较大的温差，导致两个发光器件的等效电阻不一样，从而使测距结果随温度的变化而变化，同时还存在光学系统复杂、结构体积大等缺点。而单光路系统中，因为只有一个发光单元，驱动电路不对称，发光单元对温度非常敏感，其阻抗值变化范围大，导致驱动电路的负载阻抗变化，驱动电路的静态工作点随负载阻抗的变化而变化，从而引起信号的相位和时延变化。因此传统的双光路、单光路系统的测距装置都无法消除电路系统的附加相移和时延，在工作温度范围内，测量结果随温度的变化大，精度差。
技术实现思路
本申请提供一种单光路系统的测距装置，可以消除工作温度的变化对测距装置测量结果的影响，提高测量结果的稳定性和精度。一种单光路系统的测距装置，所述装置包括：信号产生模块、信号发射模块、信号接收模块以及信号处理模块；所述信号产生模块，用于产生第一电信号和第二电信号，并将所述第一电信号传输至所述信号发射模块，将所述第二电信号传输至所述信号接收模块；所述信号发射模块与所述信号产生模块连接，用于对所述第一电信号进行补偿处理后转换为光信号，并将所述光信号以及补偿后的第一电信号传输至所述信号接收模块；所述信号接收模块分别与所述信号产生模块以及信号发射模块连接，用于接收所述光信号的反射信号、所述第二电信号以及所述第一电信号，并根据所述反射信号、所述第二电信号形成第一混频信号以及根据所述第一电信号、第二电信号形成第二混频信号；所述信号处理模块与所述信号接收模块连接，用于对接收的所述第一混频信号和所述第二混频信号进行处理以输出测量距离。在一实施例中，所述信号发射模块包括驱动单元、发光单元和第一补偿单元；所述第一电信号通过所述驱动单元以及发光单元传输至信号接收模块为第一路径；所述第一电信号通过所述驱动单元传输至信号接收模块为第二路径；所述驱动单元分别与所述信号产生模块、所述第一补偿单元、所述发光单元和信号接收模块连接，用于接收所述第一电信号，并在所述第一路径与所述发光单元导通，在所述第二路径与所述第一补偿单元导通；所述发光单元与所述信号接收模块连接，用于根据所述第一电信号产生光信号，并将光信号传输至信号接收模块；所述第一补偿单元与所述信号接收模块连接，用于对所述第一电信号进行补偿处理。在一实施例中，所述第一补偿单元包括电容、电阻、激光二极管或等效电阻值与所述发光单元的等效电阻值相等的电路，用于补偿所述第二路径的阻抗，以使所述第一路径和第二路径的阻抗相同。在一实施例中，还包括第二补偿单元、第三补偿单元、第一开关单元和第二开关单元；所述第一开关单元分别与所述驱动单元、所述第二开关单元和所述第二补偿单元连接，用于在所述第一路径时导通所述驱动单元与第二补偿单元之间的通路，在所述第二路径时导通所述驱动单元和第二开关单元之间的通路；所述第二开关单元分别与所述第三补偿单元和所述信号接收模块连接，用于在所述第一路径时导通所述信号接收模块与所述第三补偿单元之间的通路，在所述第二路径时导通所述信号接收模块与所述第一开关单元之间的通路。在一实施例中，还包括第三开关单元，所述驱动单元包括第一驱动单元和第二驱动单元；其中：所述第一驱动单元与所述第一补偿单元连接，所述第二驱动单元与所述发光单元连接；所述第三开关单元分别与所述信号产生模块、所述第一驱动单元和所述第二驱动单元连接，用于在所述第一路径时导通所述信号产生模块与所述第二驱动单元之间的通路，在所述第二路径时导通所述信号产生模块与所述第一驱动单元之间的通路。在一实施例中，所述第一补偿单元包括反馈电路和补偿电阻；其中：所述补偿电阻与所述第一驱动单元连接，用于补偿所述第一驱动单元的接入阻抗值；所述反馈电路分别与所述第一驱动单元的输出端、所述第二驱动单元的输出端以及所述补偿电阻连接，用于根据所述发光单元的阻抗值调节所述补偿电阻的电阻值，以使所述补偿电阻的电阻值与所述发光单元的等效电阻值相等。在一实施例中，所述第一补偿单元包括反馈电路和补偿电阻；其中：所述补偿电阻与所述驱动单元连接，用于补偿所述驱动单元的接入阻抗值；所述反馈电路分别与所述驱动单元的输出端以及所述补偿电阻连接，用于根据所述发光单元的等效电阻值调节所述补偿电阻的电阻值，以使所述补偿电阻的电阻值与所述发光单元的等效电阻值相等。在一实施例中，还包括第四补偿单元；所述第三开关单元包括第四开关和第五开关；其中：所述第四开关分别与所述信号产生模块和所述第一驱动单元连接，用于在所述第二路径时导通信号产生模块与所述第一驱动单元之间的通路；所述第五开关分别与所述信号产生模块和所述第二驱动单元连接，用于在所述第一路径时导通所述信号产生模块与所述第二驱动单元之间的通路；所述第四补偿单元分别与所述第四开关和第五开关连接，用于在所述第一路径接入所述第四开关，在所述第二路径接入所述第五开关。在一实施例中，所述信号接收模块包括光电转换单元和混频单元；所述光电转换单元，用于将所述光信号转换成第三电信号；所述混频单元分别与所述光电转换单元和信号产生模块连接，用于对所述第二电信号、所述第三电信号进行混频以形成所述第一混频信号；还用于根据所述第一电信号、所述第二电信号进行混频以形成所述第二混频信号。在一实施例中，所述信号处理模块包括滤波放大单元、分析单元和信号处理单元；所述滤波放大单元与所述信号接收模块连接，用于对所述第一混频信号、所述第二混频信号进行滤波放大处理；所述分析单元与所述滤波放大单元连接，用于对滤波放大后的所述第一混频信号、所述第二混频信号进行鉴频或鉴时分析，以输出所述第一混频信号与所述第二混频信号的相位差或时间差；所述信号处理单元与所述分析单元连接，用于对接收到的所述相位差或所述时间差进行处理，以输出测量距离。本申请实施例提供的测距装置，包括信号产生模块、信号发射模块、信号接收模块以及信号处理模块；所述信号产生模块，用于产生第一电信号和第二电信号，并将所述第一电信号传输至信号发射模块，将所述第二电信号传输至信号接收模块；所述信号发射模块与所述信号产生模块连接，用于对所述第一电信号转换为光信号以及对所述第一电信号进行补偿处理，将所述光信号以及补偿后的第一电信号传输至信号接收模块；所述信号接收模块分别与所述信号产生模块以及信号发射模块连接，用于接收所述第二电信号、所述第一电信号以及所述光信号的反射信号，并根据所述反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单光路系统的测距装置，其特征在于，所述装置包括：信号产生模块、信号发射模块、信号接收模块以及信号处理模块；/n所述信号产生模块，用于产生第一电信号和第二电信号，并将所述第一电信号传输至所述信号发射模块，将所述第二电信号传输至所述信号接收模块；/n所述信号发射模块与所述信号产生模块连接，用于对所述第一电信号进行补偿处理后转换为光信号，并将所述光信号以及补偿后的第一电信号传输至所述信号接收模块；/n所述信号接收模块分别与所述信号产生模块以及信号发射模块连接，用于接收所述光信号的反射信号、所述第二电信号以及所述第一电信号，并根据所述反射信号、所述第二电信号形成第一混频信号以及根据所述第一电信号、第二电信号形成第二混频信号；/n所述信号处理模块与所述信号接收模块连接，用于对接收的所述第一混频信号和所述第二混频信号进行处理以输出测量距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种单光路系统的测距装置，其特征在于，所述装置包括：信号产生模块、信号发射模块、信号接收模块以及信号处理模块；
所述信号产生模块，用于产生第一电信号和第二电信号，并将所述第一电信号传输至所述信号发射模块，将所述第二电信号传输至所述信号接收模块；
所述信号发射模块与所述信号产生模块连接，用于对所述第一电信号进行补偿处理后转换为光信号，并将所述光信号以及补偿后的第一电信号传输至所述信号接收模块；
所述信号接收模块分别与所述信号产生模块以及信号发射模块连接，用于接收所述光信号的反射信号、所述第二电信号以及所述第一电信号，并根据所述反射信号、所述第二电信号形成第一混频信号以及根据所述第一电信号、第二电信号形成第二混频信号；
所述信号处理模块与所述信号接收模块连接，用于对接收的所述第一混频信号和所述第二混频信号进行处理以输出测量距离。


2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述信号发射模块包括驱动单元、发光单元和第一补偿单元；
所述第一电信号通过所述驱动单元以及发光单元传输至信号接收模块为第一路径；所述第一电信号通过所述驱动单元传输至信号接收模块为第二路径；
所述驱动单元分别与所述信号产生模块、所述第一补偿单元、所述发光单元和信号接收模块连接，用于接收所述第一电信号，并在所述第一路径与所述发光单元导通，在所述第二路径与所述第一补偿单元导通；
所述发光单元与所述信号接收模块连接，用于根据所述第一电信号产生光信号，并将光信号传输至信号接收模块；
所述第一补偿单元与所述信号接收模块连接，用于对所述第一电信号进行补偿处理。


3.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，所述第一补偿单元包括电容、电阻、激光二极管或与所述发光单元的等效电阻值相等的电路，用于补偿所述第二路径的阻抗，以使所述第一路径和第二路径的阻抗相同。


4.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，还包括第二补偿单元、第三补偿单元、第一开关单元和第二开关单元；
所述第一开关单元分别与所述驱动单元、所述第二开关单元和所述第二补偿单元连接，用于在所述第一路径时导通所述驱动单元与第二补偿单元之间的通路，在所述第二路径时导通所述驱动单元和第二开关单元之间的通路；
所述第二开关单元分别与所述第三补偿单元和所述信号接收模块连接，用于在所述第一路径时导通所述信号接收模块与所述第三补偿单元之间的通路，在所述第二路径时导通所述信号接收模块与所述第一开关单元之间的通路。


5.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，还包括第三开关单元，所述驱动单元包括第一驱动单元和第二驱动单元；其中：
所述第一驱动单元与所述第一补偿单元连接，所述第二驱动单元与所述发光单元连接；
所述第三...

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