专利名称：消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置的制作方法
专利说明
一技术领域本实用新型涉及大气光学和激光测距技术，特别是一种消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置。
二
背景技术：
在脉冲激光测距系统中，如果空气的悬浮颗粒(雨、雾、烟、霾)较多的话，对激光的传输有强烈的散射作用，这些因素严重影响了系统的性能和作用距离。
通常的测距系统是通过发射单元向被测目标发射一束激光脉冲，经过时间t(光从发射单元到目标，再返回到接收单元的传输时间)后，被接收单元的光电二极管接收，转化为电信号后经过放大、整形，再送入信号处理模块来确定激光脉冲的接收时间。但激光脉冲被大气散射后的后向散射光也会被光电二极管接收，被放大、整形，这样信号处理模块就很难区分出散射信号和目标反射信号。
现有技术中对后向散射光的消除一般采用距离选通的方法，距离选通是照射的激光被目标反射后，其光波返回到接收器前，光接收器处于一段时间的“关闭”状态；只有过一段时间当后向散射光变弱后，光接收器才“打开”，使目标反射光进入接收器测距，从而抑制了大部分激光后向散射对光接收器的影响。距离选通技术能有效的抑制后向散射，但由于处于一段时间的关闭状态，在这段时间内如果有待测目标的返回信号，系统将不作响应，也就是有测距的盲区。这也在一定程度上影响了测距机的性能。
三
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种没有测距的盲区、结构简单的消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置。
实现本实用新型目的的技术方案为一种消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置，包括依次相连的光电二极管、放大电路、整形电路、处理器、激光驱动电路和激光器，在放大电路和整形电路之间设置高通滤波器。
本实用新型消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置的高通滤波器的带宽可调节。
本实用新型消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置的放大电路为集成运放组成的负反馈放大电路，通过调节电阻R1、R2调节其电压放大倍数，光电二极管的输出信号输入到该负反馈放大电路的Vi端；高通滤波器是集成运放组成的二阶有源滤波器，通过调节电阻R3、R4和电容C1、C2、C3调节该高通滤波器的带宽，所述的负反馈放大电路的输出端与该高通滤波器的输入端相连，该高通滤波器的输出端与整形电路的输入端连接，该整形电路将模拟的脉冲信号转化为数字脉冲信号再输入处理器。
本实用新型与现有技术相比，其显著的效果是(1)在接收端的电信号放大之后加入高通滤波器，滤掉低频成分为主的散射干扰信号，保留高频成分为主的目标反射信号，再经过整形后送入信号处理模块，这样就消除散射造成的测量错误；(2)由于脉冲激光测距脉冲脉宽窄，所以基本为高频分量，加入一个高通滤波器不会影响其信号的接收；(3)高通滤波与信号到来的时间无关，任何时刻目标反射信号到来，系统将都会有所响应，保证了本实用新型没有测距的盲区；(4)结构简单，对原有的脉冲激光测距系统无需做大的改动；(5)高通滤波器的带宽可以调节，以适应不同的天气情况。
四
图1是本实用新型消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置的组成框图。
图2是本实用新型消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置中的高通滤波器与放大电路、整形电路连接的电路图。
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
结合图1和图2，本实用新型消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置，包括依次相连的光电二极管、放大电路、整形电路、处理器、激光驱动电路和激光器，在放大电路和整形电路之间设置高通滤波器。该放大电路为集成运放组成的负反馈放大电路，通过调节电阻R1、R2调节其电压放大倍数，光电二极管的输出信号输入到该负反馈放大电路的Vi端；高通滤波器是集成运放组成的二阶有源滤波器，通过调节电阻R3、R4和电容C1、C2、C3调节该高通滤波器的带宽(这样可以适应不同的天气情况)，所述的负反馈放大电路的输出端与该高通滤波器的输入端相连，该高通滤波器的输出端与施密特整形电路的输入端连接，该施密特整形电路将模拟的脉冲信号转化为数字脉冲信号再输入处理器。当然，可以将放大电路与高通滤波器做成高通滤波放大电路模块，使高通滤波放大电路具有高通滤波和信号放大两个功能。处理器控制激光驱动电路使得激光器向被测目标发射一束激光，经过ΔT时间(光从发射单元到目标，再返回到接收单元的传输时间)后，被接收单元的光电二极管接收。转化为电信号后必须先经过放大电路放大，并经过高通滤波器滤掉低频成分为主的后向散射干扰，放大后的信号再经整形转换为数字脉冲信号。处理器接收该数字脉冲信号，计算接收和发射的时间差，乘以光速，最终可获得距离数据。高通滤波与信号到来的时间无关，任何时刻目标反射信号到来，系统将都会有所响应，保证了本实用新型没有测距的盲区。
本实用新型消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置中，放大电路和高通滤波器除了由上述的集成运放组成以外，还可以由三极管或场效应管组成等多种方案。
权利要求1.一种消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置，包括依次相连的光电二极管、放大电路、整形电路、处理器、激光驱动电路和激光器，其特征在于在放大电路和整形电路之间设置高通滤波器。
2.根据权利要求1所述的消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置，其特征在于高通滤波器的带宽可调节。
3.根据权利要求1或2所述的消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置，其特征在于放大电路为集成运放组成的负反馈放大电路，通过调节电阻R1、R2调节其电压放大倍数，光电二极管的输出信号输入到该负反馈放大电路的Vi端；高通滤波器是集成运放组成的二阶有源滤波器，通过调节电阻R3、R4和电容C1、C2、C3调节该高通滤波器的带宽，所述的负反馈放大电路的输出端与该高通滤波器的输入端相连，该高通滤波器的输出端与整形电路的输入端连接，该整形电路将模拟的脉冲信号转化为数字脉冲信号再输入处理器。
专利摘要本实用新型涉及一种消除脉冲激光测距后向散射干扰的装置。他包括依次相连的光电二极管、放大电路、整形电路、处理器、激光驱动电路和激光器，在放大电路和整形电路之间设置高通滤波器。本实用新型的显著的效果是在接收端的电信号放大之后加入高通滤波器，滤掉低频成分为主的散射干扰信号，保留高频成分为主的目标反射信号，再经过整形后送入信号处理模块，这样就消除散射造成的测量错误；由于脉冲激光测距脉冲脉宽窄，所以基本为高频分量，加入一个高通滤波器不会影响其信号的接收；高通滤波与信号到来的时间无关，任何时刻目标反射信号到来，系统将都会有所响应，保证了本实用新型没有测距的盲区；结构简单，对原有的脉冲激光测距系统无需做大的改动；高通滤波器的带宽可以调节，以适应不同的天气情况。
文档编号G01S7/48GK2864712SQ20062006854
公开日2007年1月31日 申请日期2006年1月17日 优先权日2006年1月17日
发明者钱惟贤, 柏连发, 陈钱, 顾国华, 张毅, 路东明, 于雪莲 申请人:南京理工大学