基于双APD的激光测距方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于双APD的激光测距方法及装置。所述方法包括：激光发射模块向目标测量物发射激光脉冲以使所述激光脉冲在到达所述目标测量物后形成回波脉冲；聚光镜对所接收的回波脉冲进行聚焦，同时对所接收的环境光进行聚焦；第一APD模块将聚焦后的回波脉冲转换成第一电信号；第二APD模块将聚焦后的环境光转换成第二电信号；减法器模块对第一电信号和第二电信号作减法处理以滤除回波脉冲中的环境光噪声从而得到第三电信号；处理器根据第三电信号计算激光发射模块与目标测量物之间的距离。本发明专利技术提供的装置用于实现上述方法。本发明专利技术能够降低环境光噪声对激光测距时的影响，提高激光测距时的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光测距
，具体涉及一种基于双APD的激光测距方法及装置。
技术介绍
激光测距原理是，激光源产生激光脉冲信号，并通过光纤或准直扩束镜发出一束窄脉冲，然后通过测量该窄脉冲在目标测量物与激光传感器之间的飞行时间来计算激光器与目标测量物之间的距离。可见，利用激光测距可以实现快速测距，广泛应用于武器、智能交通等方面。实际应用中，激光脉冲容易受到环境噪声和电路噪声的影响。例如，利用激光器测量距离较远的目标测量物或者激光器周围环境较差时，激光回波信号距离较微弱且信号噪声较大，导致激光传感器无法获取该激光脉冲回波信号或者所获取的激光脉冲回波信号不准确，进而降低测距精度。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于双APD的激光测距方法及装置，可以解决现有技术中环境光噪声过大而引起的激光器测距精确度低的问题。第一方面，本专利技术提供了一种基于双APD的激光测距方法，应用于基于双APD的激光测距装置，所述装置至少包括第一APD模块、第二APD模块和减法器模块；所述方法包括：激光发射模块向目标测量物发射激光脉冲以使所述激光脉冲在到达所述目标测量物后形成回波脉冲；所述回波脉冲包括环境光噪声；聚光镜对所接收的回波脉冲进行聚焦，同时对所接收的环境光进行聚焦；所述回波脉冲与所述环境光由所述聚光镜的不同位置接收；第一APD模块将聚焦后的回波脉冲转换成第一电信号；第二APD模块将聚焦后的环境光转换成第二电信号；减法器模块对所述第一电信号和所述第二电信号作减法处理以滤除所述回波脉冲中的环境光噪声从而得到第三电信号；处理器根据所述第三电信号计算激光发射模块与所述目标测量物之间的距离。可选地，当所述装置还包括放大电路模块时，所述减法器模块与所述放大电路电连接；所述方法还包括：所述放大电路模块与所述第一APD模块和所述第二APD模块电连接，用于分别对所述第一电信号和所述第二电信号进行放大；可选地，所述第一APD模块与所述第二APD模块固定在所述放大电路模块上，且所述第一APD模块与所述第二APD模块之间保持第一预设距离以保证两者的视角相同。可选地，所述处理器根据以下公式计算所述激光发射模块与所述目标测量物之间的距离：R＝L/2＝C(tstop-tstart)/2；式中，tstart表示激光发射模块发出激光脉冲的起始时间；tstop表示处理器获取到差分信号的终止时刻；R表示激光发射模块与目标测量物之间的实际距离；L表示激光脉冲经过的实际距离；C表示激光速度。可选地，所述tstop采用以下公式计算：tstop＝F(δ(S1,S2))；式中，S1，S2分别表示回波脉冲信号；δ(S1,S2)表示减法器模块所输出的差分信号；tstop＝F(δ())表示处理器接收到差分信号的时间作为回波脉冲的终止时间。第二方面，本专利技术还提供了一种基于双APD的激光测距装置，所述装置包括激光发射模块、聚光镜、第一APD模块和处理器，所述装置还包括第二APD模块和减法器模块；所述激光发射模块用于向目标测量物的发出激光脉冲；所述激光脉冲在到达所述目标测量物后形成回波脉冲，所述回波脉冲包含环境光噪声；所述聚光镜设置在所述回波脉冲的光路上，用于对所述回波脉冲进行聚焦，以及对环境光进行聚焦；所述第一APD模块设置在所述回波脉冲的光路上，用于将聚焦后的回波脉冲转换成第一电信号；所述第二APD模块设置在所述环境光的光路上，用于将聚焦后的环境光转换成第二电信号；所述减法器模块与所述第一APD模块和所述第二APD模块连接，用于对所述第一电信号和所述第二电信号作减法处理以滤除所述回波脉冲中的环境光噪声从而得到第三电信号；所述处理器与所述减法器模块电连接，用于根据所述第三电信号计算激光发射模块与所述目标测量物之间的距离。可选地，所述装置还包括放大电路模块，所述放大电路模块设置在第一APD模块和所述第二APD与所述减法器模块之间，用于对所述第一电信号和所述第二电信号进行放大并发送给所述减法器模块；或者，所述放大电路模块设置在所述减法器模块与所述处理器之间，用于对所述第三电信号进行放大并发送给所述处理。可选地，所述第一APD模块与所述第二APD模块固定安装在所述放大电路模块上，且安装位置关于水平线对称。可选地，所述第一APD模块与所述第二APD模块之间保持第一预设距离以保证两者的视角相同。由上述技术方案可知，本专利技术通过设置第一APD模块和第二APD模块，并且利用第一APD模块将聚光镜聚焦的回波脉冲转换成第一电信号，利用第二APD模块将聚光镜聚焦的环境光转换成第二电信号；同时设置减法器模块，利用该减法器模块将放大后的第一电信号和第二电信号作减法处理，这样可以将回波脉冲中环境光噪声以及放大电路模块的噪声滤掉，从而使回波脉冲中尽量为激光发射模块所产生的激光脉冲。可见，本专利技术能够降低环境光噪声对激光测距时的影响，提高激光测距时的精确度。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1是本专利技术实施例提供的一种基于双APD的激光测距方法流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种基于双APD的激光测距装置工作原理示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种基于双APD的激光测距方法流程示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种基于双APD的激光测距装置工作原理示意图；图5是本专利技术实施例提供的又一种基于双APD的激光测距方法流程示意图；图6是本专利技术实施例提供的又一种基于双APD的激光测距装置工作原理示意图；图7是激光脉冲式测距示意图；图8是有环境光噪声的激光回波脉冲曲线；图9是环境光噪声曲线；图10是差分处理后的激光回波脉冲曲线图11是环境光干扰计算示意图。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。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。本专利技术实施例提供了一种基于双APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)的激光测距方法，应用于基于双APD的激光测距装置，如图1与图2所示，该装置至少包括第一APD模块、第二APD模块和减法器模块。该方法包括：S11、激光发射模块向目标测量物发射激光脉冲以使激光脉冲在到达目标测量物后形成回波脉冲；回波脉冲包括环境光噪声；S12、聚光镜对所接收的回波脉冲进行聚焦，同时对所接收的环境光进行聚焦；回波脉冲与环境光由聚光镜的不同位置接收；S13、第一APD模块将聚焦后的回波脉冲转换成第一电信号；第二APD模块将聚焦后的环境光转换成第二电信号；S14、减法器模块对第一电信号和第二电信号作减法处理以滤除回波脉冲中的环境光噪声从而得到第三电信号；S15、处理器根据第三电信号计算激光发射模块与目标测量物之间的距离。减法器模块可以对第一电信号和第二电信号进行放大后再计算，也可以计算后再放大。实际应用中，减法器模块对信号的放大倍数不能满足实际需要时，则所述激光测距装置还可以包括放大电路模块，该放大电路模块设置减法器模块与处理器之间，用于对减法器模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双APD的激光测距方法，其特征在于，应用于基于双APD的激光测距装置，所述装置至少包括第一APD模块、第二APD模块和减法器模块；所述方法包括：激光发射模块向目标测量物发射激光脉冲以使所述激光脉冲在到达所述目标测量物后形成回波脉冲；所述回波脉冲包括环境光噪声；聚光镜对所接收的回波脉冲进行聚焦，同时对所接收的环境光进行聚焦；所述回波脉冲与所述环境光由所述聚光镜的不同位置接收；第一APD模块将聚焦后的回波脉冲转换成第一电信号；第二APD模块将聚焦后的环境光转换成第二电信号；减法器模块对所述第一电信号和所述第二电信号作减法处理以滤除所述回波脉冲中的环境光噪声从而得到第三电信号；处理器根据所述第三电信号计算激光发射模块与所述目标测量物之间的距离。

【技术特征摘要】
1.一种基于双APD的激光测距方法，其特征在于，应用于基于双APD的激光测距装置，所述装置至少包括第一APD模块、第二APD模块和减法器模块；所述方法包括：激光发射模块向目标测量物发射激光脉冲以使所述激光脉冲在到达所述目标测量物后形成回波脉冲；所述回波脉冲包括环境光噪声；聚光镜对所接收的回波脉冲进行聚焦，同时对所接收的环境光进行聚焦；所述回波脉冲与所述环境光由所述聚光镜的不同位置接收；第一APD模块将聚焦后的回波脉冲转换成第一电信号；第二APD模块将聚焦后的环境光转换成第二电信号；减法器模块对所述第一电信号和所述第二电信号作减法处理以滤除所述回波脉冲中的环境光噪声从而得到第三电信号；处理器根据所述第三电信号计算激光发射模块与所述目标测量物之间的距离。2.根据权利要求1所述的激光测距方法，其特征在于，当所述装置还包括放大电路模块时，所述放大电路与所述第一APD模块和所述第二APD模块电连接，所述减法器模块与所述放大电路电连接；所述方法还包括：所述放大电路模块分别对所述第一电信号和所述第二电信号进行放大并发送给所述减法器模块。3.根据权利要求2所述的激光测距方法，其特征在于，所述第一APD模块与所述第二APD模块固定在所述放大电路模块上，且所述第一APD模块与所述第二APD模块之间保持第一预设距离以保证两者的视角相同。4.根据权利要求1～3任一项所述的激光测距方法，其特征在于，所述处理器根据以下公式计算所述激光发射模块与所述目标测量物之间的距离：R＝L/2＝C(tstop-tstart)/2；式中，tstart表示激光发射模块发出激光脉冲的起始时间；tstop表示处理器获取到差分信号的终止时刻；R表示激光发射模块与目标测量物之间的实际距离；L表示激光脉冲经过的实际距离；C表示激光速度。5.根据权利要求4所述的激光测距方法，其特征在于，所述tstop采用以下公式计算：tst...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一郎，杨俊，武宏伟，
申请(专利权)人：武汉万集信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42