一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统及方法，包括主控及数据处理系统(114)，主控及数据处理系统(114)分别连接有激光发射单元、采样单元、目标激光接收单元和信号漂白分离单元；所述激光发射单元的其中一束激光与采样单元相连；目标激光接收单元的其中一束激光与信号漂白分离单元相连。利用信号漂白分离单元中的可饱和吸收体，对激光路径上的第一个目标回波信号进行漂白，从而实现与第二个目标的分离，可以大大提升激光测距机的距离分辨率。本发明专利技术具有能够很好的对两个近距离目标进行分别探测的特点。离目标进行分别探测的特点。离目标进行分别探测的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种激光测距系统，特别是一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统及方法。

技术介绍

[0002]激光测距机，是利用调制激光的某个参数实现对目标的距离测量的仪器。按照测距方法分为相位法测距仪和脉冲法测距仪，脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。相位法激光测距仪是利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测距离的。然而，利用激光测距机对目标进行距离探测时，如果激光束的路径上有相近的两个目标出现，则光电探测器接收到的两个目标回波信号会发生一定的重叠，这样就会导致激光测距机出现结果跳动，当两个目标足够近时，激光测距机甚至无法分辨出两个目标。因此，现有的技术存在着无法有效的分辨出两个近距离目标。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统及方法。本专利技术具有能够很好的对两个近距离目标进行分别探测的特点。
[0004]本专利技术的技术方案：一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统，包括主控及数据处理系统，主控及数据处理系统分别连接有激光发射单元、采样单元、目标激光接收单元和信号漂白分离单元；所述激光发射单元的其中一束激光与采样单元相连；目标激光接收单元的其中一束激光与信号漂白分离单元相连。
[0005]前述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统中，所述激光发射单元包括依次相连的驱动电路、光源和发射光学系统。
[0006]前述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统中，所述采样单元包括与发射光学系统相对应的第一光转折系统，第一光转折系统连接有第一光电探测器和第一接收放大电路。
[0007]前述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统中，所述目标激光接收单元包括依次相连的第二接收光学系统、第二光电探测器和第二接收放大电路。
[0008]前述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统中，所述信号漂白分离单元包括依次相连的第二光转折系统、可饱和吸收体、第三光电探测器和第三接收放大电路。
[0009]一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统的方法，主控及数据处理系统控制驱动电路和光源发出脉冲激光，脉冲激光经过发射光学系统进行扩束准直后射向目标；第一光转折系统在激光束的传播路径上取样，取样的回波信号经第一光转折系统偏转由第一光电探测器接收，经过第一接收放大电路将电信号放大后，传输至主控及数据处理系统中；目标激光回波信号经第二接收光学系统汇聚，在汇聚光束中，分成等分的两路，一路汇聚到
第二光电探测器中，第二接收放大电路对第二光电探测器的信号进行放大，数据传输至主控及数据处理系统中进行处理，第二接收光学系统汇聚光束的另一路经第二光转折系统偏转后入射到可饱和吸收体中，可饱和吸收体会将第被第一个目标的回波信号漂白，保证第二个回波信号输出，第一个目标的回波信号则被可饱和吸收体吸收而消失。
[0010]前述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统的方法中，主控及数据处理系统对第一接收放大电路、第二接收放大电路和第三接收放大电路的信号进行处理。
[0011]前述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统的方法中，主控及数据处理系统采用数字信号处理的测距模式，加载有效的滤波算法；对时钟信号进行高频次的等效采样以及多路相位抽取方法；采用小波变换提取算法锐化取样信号包络以及回波信号包络；采用数字内插法缩小取样信号以及回波信号的上升沿差；通过时间飞行算法计算得到第一目标和第二目标的具体目标值。
[0012]前述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统的方法中，所述数字内插法采用延迟线结构；所述延迟线由串联的延迟单元序列组成；每个延迟单元由一个缓冲器和一个D触发器组成；
[0013]经过一个延迟单元后，两个相邻目标回波输入信号的上升沿之间的时间间隔将减小一个延迟单元的延迟时间差，当最终两个上升沿之间的时间间隔减小到不能被辨别时，编码器将测量结果转换为二进制输出，从而实现了对微小时间间隔的高分辨率测量。
[0014]与现有技术相比，本专利技术由主控及数据处理系统、激光发射单元、采样单元、目标激光接收单元和信号漂白分离单元组成，利用信号漂白分离单元中的可饱和吸收体，对激光路径上的第一个目标回波信号进行漂白，从而实现与第二个目标的分离，可以大大提升激光测距机的距离分辨率。即，本专利技术基于可饱和吸收体分离多波峰信号，可以对两个相近的目标分别进行距离探测，从而提高了激光测距机的距离分辨率，从而实现了高距离分辨率的探测。综上所述，本专利技术具有能够很好的对两个近距离目标进行分别探测的特点。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的结构视图。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。
[0017]实施例。一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统，构成如图1所示，包括主控及数据处理系统114，主控及数据处理系统114分别连接有激光发射单元、采样单元、目标激光接收单元和信号漂白分离单元；所述激光发射单元的其中一束激光与采样单元相连；目标激光接收单元的其中一束激光与信号漂白分离单元相连。
[0018]所述激光发射单元包括依次相连的驱动电路101、光源102和发射光学系统103。
[0019]所述采样单元包括与发射光学系统103相对应的第一光转折系统104，第一光转折系统104连接有第一光电探测器105和第一接收放大电路106。
[0020]所述目标激光接收单元包括依次相连的第二接收光学系统107、第二光电探测器108和第二接收放大电路109。
[0021]所述信号漂白分离单元包括依次相连的第二光转折系统110、可饱和吸收体111、
第三光电探测器112和第三接收放大电路113。
[0022]一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统的方法，主控及数据处理系统控制驱动电路和光源发出脉冲激光，脉冲激光经过发射光学系统进行扩束准直后射向目标；第一光转折系统在激光束的传播路径上取样，取样的回波信号经第一光转折系统偏转由第一光电探测器接收，经过第一接收放大电路将电信号放大后，传输至主控及数据处理系统中；目标激光回波信号经第二接收光学系统汇聚，在汇聚光束中，分成等分的两路，一路汇聚到第二光电探测器中，第二接收放大电路对第二光电探测器的信号进行放大，数据传输至主控及数据处理系统中进行处理，第二接收光学系统汇聚光束的另一路经第二光转折系统偏转后入射到可饱和吸收体中，可饱和吸收体会将第被第一个目标的回波信号漂白，保证第二个回波信号输出，第一个目标的回波信号则被可饱和吸收体吸收而消失。
[0023]主控及数据处理系统对第一接收放大电路、第二接收放大电路和第三接收放大电路的信号进行处理。
[0024]主控及数据处理系统采用数字信号处理的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统，其特征在于：包括主控及数据处理系统(114)，主控及数据处理系统(114)分别连接有激光发射单元、采样单元、目标激光接收单元和信号漂白分离单元；所述激光发射单元的其中一束激光与采样单元相连；目标激光接收单元的其中一束激光与信号漂白分离单元相连。2.根据权利要求1所述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统，其特征在于：所述激光发射单元包括依次相连的驱动电路(101)、光源(102)和发射光学系统(103)。3.根据权利要求2所述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统，其特征在于：所述采样单元包括与发射光学系统(103)相对应的第一光转折系统(104)，第一光转折系统(104)连接有第一光电探测器(105)和第一接收放大电路(106)。4.根据权利要求1所述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统，其特征在于：所述目标激光接收单元包括依次相连的第二接收光学系统(107)、第二光电探测器(108)和第二接收放大电路(109)。5.根据权利要求1所述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统，其特征在于：所述信号漂白分离单元包括依次相连的第二光转折系统(110)、可饱和吸收体(111)、第三光电探测器(112)和第三接收放大电路(113)。6.应用权利要求1
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5中任一项所述的一种提高距离分辨率测量能力的激光测距系统的方法，其特征在于：主控及数据处理系统控制驱动电路和光源发出脉冲激光，脉冲激光经过发射光学系统进行扩束准直后射向目标；第一光转折系统在激光束的传播路径上取样，取样的回波信号经第一光转折系统偏转由第一光电探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶飞，卢恺，谭飞，贺嘉乐，魏振兴，张国财，麻斌鑫，
申请(专利权)人：浙江航天润博测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：