一种新型相位式激光测距仪及其相位校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光测距领域，具体涉及一种新型相位式激光测距仪及其相位校准方法。
【背景技术】
[0002]现在激光测距已经广泛应用于生活和工程中，现有的相位式激光测距产品中采用的相位校准方法有以下几种:一是采用电路混频器校准；二是采用机械翻转装置对光路进行切换校准；三是设置有独立光路用于校准。但是，上述相位校准方法中各自存在着缺点:采用电路混频器校准时，无法准确校准因为环境温度变化引起的雪崩二极管增益误差；而采用机械翻转装置对光路进行切换校准时，机械翻转精度和速度不足，同时机械结构易损坏，使用寿命短；而设置独立光路用于校准则可以进行精确校准，但其器件需要严格匹配，成本高昂。
【发明内容】
[0003]为了解决现有的相位式激光测距产品存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型相位式激光测距仪及其相位校准方法。
[0004]本发明所采用的技术方案是:
一种新型相位式激光测距仪，包括:
激光发射装置，用于发射激光；
激光接收装置，用于接收校准用激光和测量用激光，并把提取的信号发送到信号单元；
信号单元，用于提供激光发射的驱动信号，同时接收激光接收装置提供的信号；
分光装置，用于将激光发射装置发射的激光束分为校准用激光和测量用激光，所述分光装置上设置有第一电控光开关和第二电控光开关，校准用激光通过第一电控光开关后直接射向激光接收装置，测量用激光通过第二电控光开关后经目标反射向激光接收装置；中央处理器，所述中央处理器分别连接第一电控光开关、第二电控光开关和信号单元，中央处理器用于对信号单元的信号进行分析，同时控制两个电控光开关分时打开。
[0005]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一电控光开关和第二电控光开关为液晶板。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一电控光开关和第二电控光开关为TN型尚速尚透性液晶板。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述激光接收装置为雪崩二极管。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述信号单元中设置有信号放大器，所述激光接收装置提供的信号经过信号放大器后进入信号单元中。
[0009]一种基于上述新型相位式激光测距仪的相位校准方法，包括以下步骤:
S1、激光发射装置发射激光束至分光装置内； 52、分光装置将激光发射装置发射的激光束分为一路测量用激光，一路校准用激光；
53、中央处理器发出控制指令，使第一电控光开关导通，第二电控光开关截止，校准用激光通过分光装置进入激光接收装置进行处理；
54、中央处理器发出控制指令，使第一电控光开关截止，第二电控光开关导通，测量用激光通过分光装置后，由目标反射进入激光接收装置进行处理；
55、激光接收装置提取两束激光的信号并发送到信号单元，由中央处理器分析处理校准用激光和测量用激光携带的相位信息；
56、中央处理器根据上述步骤5分析得到的相位信息，通过控制信号单元的驱动信号，对系统初始相位进行校准。
[0010]本发明的有益效果是:
对比现有技术，本发明的新型相位式激光测距仪利用电控光开关对校准用激光和测量用激光进行分时控制，达到将两束激光隔离和快速转换的效果，因而具有以下优点:
1、校准用激光和测量用激光共用激光发射装置和激光接收装置，从而保证极佳的系统温度特性；
2、分光装置的光开关采用电控的方式进行控制，无任何机械运动装置，精度准确，同时使用寿命长，保证本测距仪运行时有极好的稳定度；
3、本发明的测距仪结构简单、维护方便、生产成本低，具有极高的性价比，便于推广。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0012]图1是本发明的新型相位式激光测距仪进行测量时的示意图；
图2是分光装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]参照图1、图2，本发明提供的优选实施例，一种新型相位式激光测距仪，包括激光发射装置1、激光接收装置2、信号单元3、分光装置4和中央处理器5。
[0014]所述信号单元3连接激光发射装置1，信号单元3提供驱动信号，驱动激光发射装置1发射激光束。
[0015]所述分光装置4中设置有分光镜，分光镜将激光发射装置1发射的激光束分为校准用激光和测量用激光。分光装置4上还设置有第一电控光开关41和第二电控光开关42，校准用激光通过第一电控光开关41后直接射向激光接收装置2，测量用激光通过第二电控光开关42后经目标6反射向激光接收装置2。优选的，所述第一电控光开关41和第二电控光开关42为TN型高速高透性液晶板。
[0016]所述激光接收装置2接收校准用激光和测量用激光，在本实施例中，所述激光接收装置2为雪崩二极管。激光接收装置2连接信号单元3，激光接收装置2将从校准用激光和测量用激光中提取的相位信号发送至信号单元3。
[0017]所述信号单元3中设置有信号放大器，用于放大激光接收装置2输入的相位信号。
[0018]所述中央处理器5分别连接第一电控光开关41、第二电控光开关42和信号单元
3。中央处理器5用于控制两个电控光开关分时打开，实现将两束激光隔离和快速转换，便于收集校准信号和测量信号；中央处理器5还可对信号单元3接收的相位信号进行分析，用于对系统初始相位进行校准。
[0019]利用本发明的新型相位式激光测距仪进行相位校准，包括以下步骤:S1、激光发射装置1发射激光束至分光装置4内；S2、分光装置4将激光发射装置1发射的激光束分为一路测量用激光，一路校准用激光；S3、中央处理器5发出控制指令，使第一电控光开关41导通，第二电控光开关42截止，校准用激光通过分光装置4进入激光接收装置2进行处理；
S4、中央处理器5发出控制指令，使第一电控光开关41截止，第二电控光开关42导通，测量用激光通过分光装置4后，由目标6反射进入激光接收装置2进行处理；S5、激光接收装置
2提取两束激光的信号并发送到信号单元3，由中央处理器5分析处理校准用激光和测量用激光携带的相位信息；S6、中央处理器5根据上述步骤5分析得到的相位信息，通过控制信号单元3的驱动信号，对系统初始相位进行校准。
[0020]对比现有技术，本发明的新型相位式激光测距仪利用电控光开关对校准用激光和测量用激光进行分时控制，达到将两束激光隔离和快速转换的效果，因而具有以下优点:
1)校准用激光和测量用激光共用激光发射装置1和激光接收装置2，从而保证极佳的系统温度特性；
2)分光装置4的光开关采用电控的方式进行控制，无任何机械运动装置，精度准确，同时使用寿命长，保证本测距仪运行时有极好的稳定度；
3)本发明的测距仪结构简单、维护方便、生产成本低，具有极高的性价比，便于推广。
[0021]以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种新型相位式激光测距仪，其特征在于，包括: 激光发射装置，用于发射激光； 激光接收装置，用于接收校准用激光和测量用激光，并把提取的信号发送到信号单元; 信号单元，用于提供激光发射的驱动信号，同时接收激光接收装置提供的信号； 分光装置，用于将激光发射装置发射的激光束分为校准用激光和测量用激光，所述分光装置上设置有第一电控光开关和第二电控光开关，校准用激光通过第一电控光开关后直接射向激光接收装置，测量用激光通过第二电控光开关后经目标反射向激光接收装置； 中央处理器，所述中央处理器分别连接第一电控光开关、第二电控光开关和信号单元，中央处理器用于对信号单元的信号进行分析，同时控制两个电控光开关分时打开。2.根据权利要求1所述的一种新型相位式激光测距仪，其特征在于:所述第一电控光开关和第二电控光开关为液晶板。3.根据权利要求2所述的一种新型相位式激光测距仪，其特征在于:所述第一电控光开关和第一.电控光开关为TN型尚速尚透性液晶板。4.根据权利要求1所述的一种新型相位式激光测距仪，其特征在于:所述激光接收装置为雪崩二极管。5.根据权利要求1所述的一种新型相位式激光测距仪，其特征在于:所述信号单元中设置有信号放大器，所述激光接收装置提供的信号经过信号放大器后进入信号单元中。6.一种基于权利要求1至5所述的新型相位式激光测距仪的相位校准方法，其特征在于，包括以下步骤: S1、激光发射装置发射激光束至分光装置内； S2、分光装置将激光发射装置发射的激光束分为一路测量用激光，一路校准用激光； S3、中央处理器发出控制指令，使第一电控光开关导通，第二电控光开关截止，校准用激光通过分光装置进入激光接收装置进行处理； S4、中央处理器发出控制指令，使第一电控光开关截止，第二电控光开关导通，测量用激光通过分光装置后，由目标反射进入激光接收装置进行处理； S5、激光接收装置提取两束激光的信号并发送到信号单元，由中央处理器分析处理校准用激光和测量用激光携带的相位信息； S6、中央处理器根据上述步骤5分析得到的相位信息，通过控制信号单元的驱动信号，对系统初始相位进行校准。
【专利摘要】本发明公开了一种新型相位式激光测距仪，包括激光发射装置、激光接收装置、信号单元、分光装置和中央处理器，所述分光装置将发射的激光束分为校准用激光和测量用激光，分光装置上设置有第一电控光开关和第二电控光开关，校准用激光通过第一电控光开关射出，测量用激光通过第二电控光开关射出；所述中央处理器分别连接第一电控光开关、第二电控光开关并控制两个电控光开关分时打开。本发明的新型相位式激光测距仪利用电控光开关对校准用激光和测量用激光进行分时控制，实现将两束激光隔离和快速转换，从而保证极佳的系统温度特性以及运行稳定度，且本发明的测距仪结构简单、维护方便、生产成本低，具有极高的性价比。
【IPC分类】G01S7/497, G01S17/08
【公开号】CN105301597
【申请号】CN201510657441
【发明人】侴智, 骆龙
【申请人】深圳市迈测科技股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月13日