一种校准激光测距光路的方法及校准系统技术方案

本发明专利技术涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种校准激光测距光路的方法及校准系统。本发明专利技术通过光电探测器获取光电发射模块所发射的光信号的光斑位置和光斑尺寸，并获取光信号的发散角，根据发散角和光斑尺寸调整光电探测器和光电模块之间的距离，根据光斑位置调整光学发射模块与光电发射模块之间的距离，通过光功率接收装置获取反射板发射的光信号的光功率，根据光功率调整光学接收模块内部元件的相对位置，直到完成激光测距光路校准。通过校准激光测距光路的方法，简化了校准激光测距光路的步骤，且在校准过程中，采用光电探测器作为辅助设备，减少了由多个反射元件引起的校准误差，达到了良好的校准效果，保证了激光测距装置的测距精度。测距精度。测距精度。

【技术实现步骤摘要】
一种校准激光测距光路的方法及校准系统


[0001]本专利技术涉及激光测距领域，特别是涉及一种校准激光测距光路的方法及校准系统。

技术介绍

[0002]激光测距技术是一种先进的光电测试技术，激光测距技术的基本原理是向目标物体发射一束激光信号，通过获取激光信号在测距装置和目标物体之间的飞行时间，并结合光速计算出测距装置和目标物体之间的距离，激光测距技术在有效降低飞行时间的误差值的情况下，能够提高测量距离的准确性。现有技术在激光测距装置的光路的校准过程中，普遍采用多次反射的校准结构，需要多个反射元件来增加距离，用距离来放大光斑的可识别度，因此，现有技术需要更多的反射元件，增加了校准装置的复杂度。同时，反射装置的误差会被引入到校准系统中，影响光路校准的效果，进而影响激光测距装置的测距精度及角度精度。
[0003]鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种校准激光测距光路的方法及校准系统，解决现有技术在激光测距装置的光路的校准过程中，普遍采用多次反射的校准结构，增加了校准装置的复杂度，并将多个反射元件误差引入校准系统中，影响光路校准的效果，进而影响激光测距装置的测距精度及角度精度的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种校准激光测距光路的方法，所述方法用于校准激光测距装置的光路，所述激光测距装置包括光电模块、光学发射模块和光学接收模块，所述光电模块包括光电发射模块和光电接收模块；所述方法包括：通过设置在目标位置处的光电探测器确定由所述光电发射模块所发射的光信号的光斑位置和光斑尺寸，并获取所述光信号的发散角；根据所述发散角和所述光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离，直至光斑尺寸在预设范围内；根据所述光斑位置调整所述光学发射模块与所述光电发射模块之间的距离，直至光斑位置位于光电探测器的预设位置上；通过光功率接收装置获取由设置在所述目标位置处的反射板所反射的光信号的光功率；根据所述光功率调整所述光学接收模块的内部元件的相对位置，直至被反射回来的光信号的功率达到预设值。
[0006]进一步地，所述根据所述发散角和所述光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离包括：获取由所述光电发射模块所发射的光信号的光斑形状；
根据所述光斑形状确定与距离调整方式相匹配的目标发散角和目标光斑尺寸；根据所述目标发散角和所述目标光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离。
[0007]进一步地，所述光斑形状包括圆形光斑或椭圆形光斑；所述根据所述光斑形状确定与距离调整方式相匹配的目标发散角和目标光斑尺寸包括：当所述光斑形状为圆形光斑时，以所述光信号的光斑直径为目标光斑尺寸，以所述光信号的发散角为目标发散角；当所述光斑形状为椭圆形光斑时，以所述光信号的光斑在快轴方向上的直径为目标光斑尺寸，以所述光信号在快轴方向上的发散角为目标发散角。
[0008]进一步地，所述根据所述目标发散角和所述目标光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离包括：获取所述光电探测器的短边长度与所述目标光斑尺寸之间的差值；将所述差值与所述目标发散角之间的比值作为所述光电探测器和所述光电模块之间的距离，将光斑尺寸在预设范围内所对应的距离作为最终距离，以完成所述光电模块与所述光电探测器之间的距离校准。
[0009]进一步地，所述根据所述光功率调整所述光学接收模块的内部元件的相对位置，直至被反射回来的光信号的功率达到预设值包括：调整所述光学接收模块的内部元件之间的位置关系，并获取各个位置关系所对应的功率值，根据所述位置关系和所述功率值绘制光功率曲线；在所述光功率曲线中，获取最大的功率值所对应的位置关系，按照所述位置关系调整所述光学接收模块的内部元件的相对位置。
[0010]进一步地，所述调整所述光学接收模块的内部元件之间的位置关系包括：调整所述光学接收模块的内部元件之间的维度和角度。
[0011]进一步地，所述方法包括：在完成所述光学发射模块与所述光电发射模块之间的距离调整后，将设置在所述目标位置处的光电探测器替换为反射板，其中，所述反射板的反射率为1%~5%。
[0012]第二方面，本专利技术还提供一种校准激光测距光路的校准系统，所述校准系统用于校准激光测距装置的光路，所述激光测距装置包括光电模块、光学发射模块和光学接收模块，所述光电模块包括光电发射模块和光电接收模块；所述校准系统包括校准装置、光电探测器、反射板和光功率接收装置；所述激光测距装置的各个模块被设置在所述校准装置上，所述光电探测器和反射板被交替地设置在所述校准系统的目标位置处；所述光电探测器用于确定由所述光电发射模块所发射的光信号的光斑位置和光斑尺寸，并获取所述光信号的发散角；所述校准装置用于根据所述发散角和所述光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离，直至光斑尺寸在预设范围内；所述校准装置用于根据所述光斑尺寸调整所述光学发射模块与所述光电发射模块之间的距离，直至光斑位置位于预设位置；所述光功率接收装置用于获取由设置在所述目标位置处的反射板所反射的光信
号的光功率；所述校准装置用于根据所述光功率调整所述光学接收模块的内部元件的相对位置，直至被反射回来的光信号的功率达到预设值。
[0013]进一步地，所述光电探测器还用于获取光信号的光斑形状，其中：当所述光斑形状为圆形光斑时，所述校准装置用于根据所述光信号的光斑直径和所述光信号的发散角调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离；当所述光斑形状为椭圆形光斑时，所述校准装置用于根据所述光信号的光斑在快轴方向上的直径和所述光信号在快轴方向上的发散角调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离。
[0014]进一步地，所述校准装置用于根据所述光功率调整所述光学接收模块的内部元件的相对位置，直至被反射回来的光信号的功率达到预设值包括：所述校准装置用于调整所述光学接收模块的内部元件之间的位置关系，并获取各个位置关系所对应的功率值，以根据所述位置关系和所述功率值绘制光功率曲线；所述校准装置还用于根据最大功率值对应的位置关系调整所述光学接收模块的内部元件的相对位置。
[0015]本专利技术实施例中，通过光电探测器获取所述光电发射模块所发射的光信号的光斑位置和光斑尺寸，并获取所述光信号的发散角，根据所述发散角和所述光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离，根据所述光斑位置调整所述光学发射模块与所述光电发射模块之间的距离，通过光功率接收装置获取所述反射板反射的光信号的光功率，根据所述光功率调整所述光学接收模块内部元件的相对位置，直到完成所述激光测距光路校准。通过所述校准激光测距光路的方法，简化了校准激光测距光路的步骤，且在校准过程中，采用光电探测器作为光斑位置精确识别的辅助设备，可以精确识别光斑的位置，精度可以达到微米级别，不需要更多的反射元件，减少了由于多个反射元件引起的校准误差，达到了良好的激光测距光路校准效果，保证了激光测距装置的测距精度。
附图说明
[0016本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种校准激光测距光路的方法，其特征在于，所述方法用于校准激光测距装置的光路，所述激光测距装置包括光电模块、光学发射模块和光学接收模块，所述光电模块包括光电发射模块和光电接收模块；所述方法包括：通过设置在目标位置处的光电探测器确定由所述光电发射模块所发射的光信号的光斑位置和光斑尺寸，并获取所述光信号的发散角；根据所述发散角和所述光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离，直至光斑尺寸在预设范围内；根据所述光斑位置调整所述光学发射模块与所述光电发射模块之间的距离，直至光斑位置位于所述光电探测器的预设位置上；通过光功率接收装置获取由设置在所述目标位置处的反射板所反射的光信号的光功率；根据所述光功率调整所述光学接收模块的内部元件的相对位置，直至被反射回来的光信号的功率达到预设值。2.如权利要求1所述的校准激光测距光路的方法，其特征在于，所述根据所述发散角和所述光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离包括：获取由所述光电发射模块所发射的光信号的光斑形状；根据所述光斑形状确定与距离调整方式相匹配的目标发散角和目标光斑尺寸；根据所述目标发散角和所述目标光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离。3.如权利要求2所述的校准激光测距光路的方法，其特征在于，所述光斑形状包括圆形光斑或椭圆形光斑；所述根据所述光斑形状确定与距离调整方式相匹配的目标发散角和目标光斑尺寸包括：当所述光斑形状为圆形光斑时，以所述光信号的光斑直径为目标光斑尺寸，以所述光信号的发散角为目标发散角；当所述光斑形状为椭圆形光斑时，以所述光信号的光斑在快轴方向上的直径为目标光斑尺寸，以所述光信号在快轴方向上的发散角为目标发散角。4.如权利要求3所述的校准激光测距光路的方法，其特征在于，所述根据所述目标发散角和所述目标光斑尺寸调整所述光电探测器和所述光电模块之间的距离包括：获取所述光电探测器的短边长度与所述目标光斑尺寸之间的差值；将所述差值与所述目标发散角之间的比值作为所述光电探测器和所述光电模块之间的距离，将光斑尺寸在预设范围内所对应的距离作为最终距离，以完成所述光电模块与所述光电探测器之间的距离校准。5.如权利要求1
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4任一所述的校准激光测距光路的方法，其特征在于，所述根据所述光功率调整所述光学接收模块的内部元件的相对位置，直至被反射回来的光信号的功率达到预设值包括：调整所述光学接收模块的内部元件之间的位置关系，并获取各个位置关系所对应的功率值，根据所述位置关系和所述功率值绘制光功率曲线；在所述光功率曲线中，获取最大的功率值所对应的位置关系，按...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志林，张石，李亚锋，
申请(专利权)人：深圳煜炜光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：