多计数器并行计数脉冲激光测距方法及应用该方法的手持式脉冲激光测距仪技术

本发明专利技术公开了一种多计数器并行计数脉冲激光测距方法，因测距目标距离恒定，故其反射脉冲的计数值是恒定的，但干扰脉冲是随机的，故每个干扰脉冲对应的计数值不完全相同，多次测量后通过数学统计分析，就可得出被测目标的准确数值。该方法可以有效剔除干扰脉冲，降低回波信号的门限电压，进而降低回波信号的强度需求，增大测量距离，提高测距的准确度。本发明专利技术同时也公开了一种应用多计数器并行计数脉冲激光测距方法的手持式脉冲激光测距仪，它基于上述的测距方法制得，只需对被测目标进行多次发射脉冲测距，随后通过数学统计分析即可得出被测目标的准确数值，该测距仪可降低回波信号的门限电压，可增大测量距离，提高测距的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及手持式脉冲激光测距技术及应用该技术的手持式脉冲激光测距仪领域，具体来说是一种多计数器并行计数脉冲激光测距方法及应用该方法的手持式脉冲激光测距仪。
技术介绍
附图I所示为传统手持式脉冲激光测距仪电路结构原理框图。它的测距方法及结构如下开始测距时，由测距控制器I’ (俗称MCU)通过激光管驱动电路2’发出测距脉冲，该激光管驱动电路2’发射出激光脉冲的同时还启动高速计数器5’开始计数，此高速计数器5’的时钟信号输入端与一振荡器9’连接，当发射出的激光脉冲照射到被测目标后，被反射回来进入光电接收电路3 ’，经过放大器8 ’放大后，在一个电压比较器4 ’中与测距控制器 设定的门限电压进行比较，当回波信号强度高于门限电压时，比较器输出高电平，形成回波脉冲，该脉冲使高速计数器停止计数，计数器的计数值即为激光飞行时间，由此计算出被测目标的距离。从中可以看出，如果门限电压选择过低，在回波信号返回之前，高于门限电压的噪声信号就会通过电压比较器形成假的回波信号，造成测距结果的错误。而当提高门限电压，使得噪声信号低于门限电压从而压制噪声，但是过高的门限电压会使得较弱的回波信号无法通过。在相同条件下(包括环境、光学系统、接收放大系统等)，随着距离的增加接收系统接收到的信号也会随之降低，到达一定距离以后，测距仪就无法进行测距了，这就大大限制了测距仪的测程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可降低回波信号的门限电压进而增大测量距离、测距准确的多计数器并行计数脉冲激光测距方法及应用该方法的手持式脉冲激光测距仪。本专利技术的专利技术目的是这样实现的本专利技术提供了一种多计数器并行计数脉冲激光测距方法，其特征在于该方法包括以下步骤(a)、测距控制器发射第一个测距脉冲，同时启动由测距控制器连接控制的若干个高速计数器，高速计数器开始计数并用以记录发出测距脉冲到测距控制器收到回波信号的持续时间；(b)、将测距接收到的回波信号与电压比较器设定的门限电压进行比较，若回波信号中的脉冲信号高于电压比较器的门限电压，则每一高于门电压的脉冲信号驱使电压比较器输出相应的一个电平信号；(C)、由回波信号中的脉冲信号驱使电压比较器输出的电平信号输入到回波计数器，以记录电压比较器输出电平信号的数量；(d)、由回波计数器输出相应的电信号，回波计数器输出相应的电信号先由译码器进行译码，然后再由译码器输出信号先后各自驱使步骤(a)的任意一个高速计数器停止计数；(e)、直至没有回波信号的脉冲输入或者直至全部计数器都被驱使停止计数，测距控制器则根据回波计数器的计数值读取高速计数器的计数值并存入到缓冲区中； (f)、测距控制器重复发射若干个测距脉冲，每一个测距脉冲发射的同时将若干个高速计数器清零，每一个测距脉冲均重复上述步骤(b)、(C)、(d)及(e)； (g)、测距控制器完成若干个测距脉冲的发射与接收工作后，根据缓冲区获得的一系列计数值，通过数学统计方法提出被测目标距离的计数值，进而根据测距脉冲的传播速度计算得出被测目标的距离值。上述的多计数器并行计数脉冲激光测距方法，其作为技术方案的进一步改善，所述步骤(b)中测距接收到的回波信号先由信号放大器进行信号放大再输送到电压比较器，使得回波信号得以放大，便于后续程序对该信号的进一步分析使用。同时，本专利技术还提供一种应用上述多计数器并行计数脉冲激光测距方法的手持式脉冲激光测距仪，它包括测距控制器、测距脉冲发射装置及回波信号接收装置，回波信号接收装置的输出端与电压比较器的输入端电连接，电压比较器的电压比较端与设置在测距控制器的门限电压设定端电连接，其特征在于它还包括有若干个高速计数器、回波计数器及译码器，若干个高速计数器的启动端均与测距控制器电连接，电压比较器的输出端与回波计数器的输入端电连接，回波计数器的输出端均同时与若干个高速计数器、测距控制器的数据收集端及译码器的数据输入端电连接，译码器的数据输出端均与若干个高速计数器的停止信号输入端电连接。上述的应用多计数器并行计数脉冲激光测距方法的手持式脉冲激光测距仪，其作为技术方案的进一步改善，所述回波信号接收装置的输出端与电压比较器的输入端之间设有信号放大器，使得回波信号得以放大，便于后续程序对该信号的进一步分析使用。上述应用多计数器并行计数脉冲激光测距方法的手持式脉冲激光测距仪，所述若干个高速计数器的时钟信号输入端均与一振荡器电连接，这对于上述技术方案所使用的高速计数器不具有自身计时功能的情况下，使它们的时钟信号输入端与振荡器连接，使得它们均外带上计时功能。在所述应用多计数器并行计数脉冲激光测距方法的手持式脉冲激光测距仪的具体结构中，所述测距脉冲发射装置为激光管驱动电路。同时，在所述应用多计数器并行计数脉冲激光测距方法的手持式脉冲激光测距仪的具体结构中，所述回波信号接收装置为光电接收管。本专利技术所述与现有技术中的脉冲激光测距方法相比，它具有以下优点本测距方法通过设置若干个高速计数器，因回波信号即包含有测距目标反射脉冲和众多的干扰脉冲，这些脉冲经过电压比较器而分别驱使高速计数器停止计数，而本方法还在经过反复发射若干个测距脉冲，然后把高速计数器所得的计算数值经过数学统计分析，即可计算得到所测目标的距离。该方法的原理是因测距目标的距离恒定，故测距目标反射脉冲的计数值是恒定的，但由于干扰脉冲是随机出现的，所以每个干扰脉冲对应的高速计数器的计数值不完全相同，故此，通过数学统计分析，就可得出目标回波脉冲的准确计数值，由此即可计算得出测距数值。该方法可以有效剔除干扰脉冲，降低回波信号的门限电压，进而降低回波信号的强度需求，即可增大测量距离，提高测距的准确度。同时，本专利技术提出的应用多计数器并行计数脉冲激光测距方法的手持式脉冲激光测距仪，它的优点在于由于该手持式脉冲激光测距仪是基于本专利技术提供的上述激光测距方法而制得，它通过设置若干个高速计数器、回波计数器及译码器，使得经过多次发射测距脉冲后，然后把高速计数器所得的计算数值经过数学统计分析，基于测距目标的距离恒定，而干扰脉冲是随机出现的，故测距目标反射脉冲的计数值是恒定的，干扰脉冲对应的高速计数器的计数值不完全相同，故此，通过数学统计分析，就可得出目标回波脉冲的准确计数值，由此即可计算得出测距数值。该测距仪可以有效剔除干扰脉冲，降低回波信号的门限电压，进而降低回波信号的强度需求，即可增大测量距离，提高测距的准确度。并且随着现在电子技术的发 展，也为本专利的测距范围增大及产品推广应用提供了极大的便利之处。附图说明附图I为传统手持式脉冲激光测距仪电路结构原理框图。附图2为本专利技术所述多计数器并行计数脉冲激光测距方法的手持式脉冲激光测距仪的结构原理图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。本专利技术提供了一种多计数器并行计数脉冲激光测距方法，它的原理图可以参考图2所示，该方法包括以下步骤(a)、测距控制器(俗称MCU)发射第一个测距脉冲，同时启动由测距控制器连接控制的若干个高速计数器，高速计数器开始计数并用以记录发出测距脉冲到测距控制器收到回波信号的持续时间，期间，该测距控制器已是现有手持式脉冲激光测距仪所普遍使用的，它可以使用传统的控制MCU。(b)、将测距接收到的回波信号与电压比较器设定的门限电压进行比较，该门限电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多计数器并行计数脉冲激光测距方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(a)、测距控制器发射第一个测距脉冲，同时启动由测距控制器连接控制的若干个高速计数器，高速计数器开始计数并用以记录发出测距脉冲到测距控制器收到回波信号的持续时间；(b)、将测距接收到的回波信号与电压比较器设定的门限电压进行比较，若回波信号中的脉冲信号高于电压比较器的门限电压，则每一高于门限电压的脉冲信号会驱使电压比较器输出相应的一个电平信号；(c)、由回波信号中的脉冲信号驱使电压比较器输出的电平信号输入到回波计数器，以记录电压比较器输出电平信号的数量；(d)、由回波计数器输出相应的电信号，回波计数器输出相应的电信号先由译码器进行译码，然后再由译码器输出信号先后各自驱使步骤(a)的任意一个高速计数器停止计数；(e)、直至没有回波信号的脉冲输入或者直至全部计数器都被驱使停止计数，测距控制器则根据回波计数器的计数值读取高速计数器的计数值并存入到缓冲区中；(f)、测距控制器重复发射若干个测距脉冲，每一个测距脉冲发射的同时将若干个高速计数器清零，每一个测距脉冲均重复上述步骤(b)、(c)、(d)及(e)；(g)、测距控制器完成若干个测距脉冲的发射与接收工作后，根据缓冲区获得的一系列计数值，通过数学统计方法提出被测目标距离的计数值，进而根据测距脉冲的传播速度计算得出被测目标的距离值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付陆欣，李春富，
申请(专利权)人：付陆欣，李春富，
类型：发明
国别省市：