专利名称：鉴相测距法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用红外线传感器来测定快速移动物体之间距离的方法，尤其是涉及一种用于汽车防撞装置的鉴相测距法。
背景技术：
汽车是现代社会中应用极为广泛的快速交通工具，为保障汽车交通安全，快速及时地测知汽车与障碍物之间的距离，通过自动控制系统对汽车加以控制，以防止发生撞车事故是非常重要的。以往的测距方法基本有三种1、利用测量红外光的传播时间来测距；2、利用测量返射回来的红外光信号的强度来测距；3、利用多径光束测距。由于光传播速度非常快，因此通过测时来测距非常难。利用测光强来测距受反射物之反射率的影响，必须要先知道反射物的反射率。多径测距要求受光管能测得多束反射光。因此，这几种方法难度大，成本都比较高，不便于普及。
发明内容
为了克服测时测距，测光强测距，多径测距的不足之处，本发明提供了一种通过测量反射回来的调制信号的相位延迟来测量距离的鉴相测距法。
本发明采用的技术方案是光波的传播速度为每秒3×108米，如果我们用某一频率f0的信号调制到光波信号上，以光速传播。随着光波行进时间的变化，调制信号f0的相位也会发生变化。光每行进1米所需要的时间为3.333×10-9秒，我们让光每行进1米对应f0的相位变化为1°，于是f0的频率可以由下式得出信号周期T＝360×3.333×10-9秒＝1.2×10-6秒f0频率 f0＝1/T＝1×(1.2×10-6)＝0.833MHz因此只要测出f0的相位延迟就可以得出光波行进的距离，达到测距的目的，为了精确地测出f0的相位延迟，采用鉴相器就能很好地实现这一目的，通过鉴相器，我们将输入信号与反射信号的相位差变换成与之相应的直流信号，通过检测该直流信号的幅度，就得到了所测得的距离。鉴相器的灵敏度较高，鉴相斜率Kφ＝0.576/rad，本发明的有益效果是测距方法新颖，测距精度高，成本低，便于普及应用，本方法的运作不需要基准脉冲，可以很方便的实现实时测距或测速，可以用于移动物体的测速，固定物体的测距等。可以用于交通运输、航海、导航等。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是红外线鉴相测距法的原理框图。
在图1中，虚红以外部分示出鉴相测距步骤。低频调制信号f1对锁相环f0进行调制。然后该信号去驱动红外线发光器件，将信号发送出去。该信号遇到障碍物反射回来后被红外线接收器件接收，再经过信号放大器放大后进入中心频率为f0的锁相环，锁相环经过鉴相后输出一个低频信号f2，如果低频信号频率f2＝f1，并且鉴相器f1输出的相位差很小，说明红外线接收器件接收到的信号为本机测试信号，鉴相器f1输出使能信号使A/D转换器工作达到很好的抗干扰目的。同时，接收机中的鉴相器f0对发射和接收信号中频率为f0的信号进行鉴相，鉴相输出经过RC积分电路转换成直流信号。该信号被送到A/D转换器，将直流信号转换成数字信号以便单片机进行实时检测处理。单片机对信号进行计算得出测距或测速值，并根据情况访问相应数据库，然后做出判断，发出执行命令驱动汽车制动系统，使汽车减速停车，以防止发生撞车。
具体实施例方式将鉴相测距法用于汽车防撞装置。低频调制器f1选NE555或其它CMOS与非门实现，锁相环f0选用频率50MHz，选用CMOS器件红外发光、红外接收器件，要求响应时间越小越好，≤10-8秒，鉴相器f0选用频率响应速度50MHz即可，也可用锁相环f0中之鉴相器。锁相环f0，鉴相器f0均要响应时间≤10-8秒。A/D转换器选8位通用A/D转换器。
权利要求
1.一种鉴相测距法，它通过测量发射红外光与反射红外光的差别来测得距离，其特征在于低频调制信号f1对锁相环f0进行调制，然后该信号去驱动红外线发生器件，将信号发送出去，该信号遇到障碍物后被反射回来，被红外线接收器件接收，经过放大后进入中心频率为f0的锁相环，锁相环经过鉴相后输出一低频信号f2，再经鉴相器f1确定为本机测试信号，鉴相器f1输出使能信号使A/D转换器工作，同时，鉴相器f0对发射信号和接收信号中频率为f0的信号进行鉴相，鉴相输出经过RC积分电路转换成直流信号，该信号被送到A/D转换器，将直流信号变换成数字信号以便单片机进行检测处理、计算，得出测距或测速值。
全文摘要
一种鉴相测距法，它是利用测量发射红外光与反射光的相位差来测得距离。这种方法测距精度高，成本低，便于普及应用。可实现实时测距、测速。
文档编号G01S17/36GK1430072SQ0113864
公开日2003年7月16日 申请日期2001年12月29日 优先权日2001年12月29日
发明者杨振方 申请人:杨振方