一种不等间距的激光多脉冲测距方法及其测距装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种不等间距的激光多脉冲测距方法，发出多个不等间距的脉冲，在每个周期脉冲的位置处引入一个随机时间变量，记录测距起始时刻，当接收到多个脉冲时，信号处理模块有明显的峰值信号输出，并记录测距终止时刻，计算目标的距离。本发明还提供一种激光多脉冲测距装置，包括发射器、接收器、发射天线和接收天线，发射器通过发射天线发射不等间距多激光脉冲，经被测目标反射后被接收天线导入接收器内，并计算距离。本发明是在每个周期脉冲的位置处引入一个随机时间变量，可以在提高回波信噪比的同时，准确的得到回波到达的时刻，避免传统等间距脉冲叠加时所引起的虚警。
【专利说明】—种不等间距的激光多脉冲测距方法及其测距装置
【技术领域】
[0001]本发明属于激光测距仪、激光雷达领域，涉及一种利用不等间距激光多脉冲测距的方法及其测距装置。
【背景技术】
[0002]激光雷达具有探测强度、速度、距离三维成像的能力，获得的信息比一般的相机更加丰富。随着半导体激光技术和工艺的成熟，高重复频率的激光脉冲二极管成为了广泛使用的光源，脉冲探测技术成为了重要的探测手段。
[0003]激光脉冲测距的一般原理是，驱动电路发射一束激光脉冲，同时记下该起始时刻T0，激光脉冲信号到达被测目标后反射回来，接受电路接受回波信号，并记下该终止时刻Tl，根据公式L=C*(T1-T0)/2，就可计算出测距装置到被测目标之间的距离，其中C为光速，L为得到的距离。
[0004]脉冲探测技术属于激光回波直接探测技术，脉冲回波的信噪比是决定探测能力的决定性指标。如何提高信噪比是目前高重复频率激光探测技术的重要研究方向。从信号处理的角度来讲，激光多脉冲积累是有效提高信噪比的方法。
[0005]传统的多脉冲回波测量方式为
【权利要求】
1.一种不等间距的激光多脉冲测距方法，其特征在于包括如下步骤， 步骤一:由脉冲信号发生器发出m个不等间距的脉冲，第一个脉冲起始点在时刻t，第j个脉冲的时刻在t+(j-l)T+ Δ Tx，最后一个脉冲的时刻在t+(m-l)T，总的脉冲串的长度为m*T，其中T是脉冲的间距，Δ Tj为随机时间变量{ Δ Tj, I ^ j ^m-1, j e Z},主控制器记录第一个脉冲发射的时刻作为测距起始时刻Τ0，并将T和Λ Tj发送至信号处理模块用于回波信号处理； 步骤二:脉冲信号发生器发出的脉冲序列通过激光器驱动电路驱动激光二极管产生激光脉冲，并经过发射天线向被测目标发射激光脉冲； 步骤三:激光脉冲经被测目标反射后形成回波光信号，并被光电探测器通过接收天线接收，光电探测器将回波光信号转化为回波电信号，回波电信号经过接收电路被放大后送至采样电路中进行采样，采样出回波数字信号为x(t)； 步骤四:回波数字信号x(t)经过信号处理模块产生输出信号y(t)，该信号处理模块按照脉冲间距T将回波数字信号裁剪成m段并叠加输出，该输出信号y(t)的具体计算方法是:
2.根据权利要求1所述的激光多脉冲测距方法，其特征在于，所述步骤三中采样的回波数字信号x(t)为电压信号或电流信号。
3.根据权利要求1所述的激光多脉冲测距方法，其特征在于，所述ΛTj=r*pw,其中pw是脉冲的宽度，r是O到10内的随机整数。
4.一种实现权利要求1所述测距方法的激光多脉冲测距装置，包括发射器、接收器、信息处理器以及测距天线装置，发射器包括脉冲信号发生器、驱动电路和激光二极管，该接收器包括光电探测器、接收电路、采样电路，该信息处理机包括信息处理模块和主控制器，其特征在于: 所述测距天线装置包括同轴设置的发射天线和接收天线，该发射天线和接收天线外围分别设置有发射套筒(1)和接收套筒(2)，所述发射天线为发射透镜组(3)，接收天线为接收透镜⑷； 所述发射透镜组(3)固定在发射套筒(1)内径中，发射透镜组(3)与激光二极管(5)光路连接，该激光二极管的外壁与发射套筒内壁过盈配合； 所述接收透镜⑷通过接收隔圈(6)以及压圈(7)固定在接收套筒(2)前端内，接收套筒内设置有用于固定光电探测器(8)的固定板(9)，该固定板通过尾部压圈(10)卡设在接收套筒(2)后端内，所述接收透镜(4)与光电探测器(8)光路连接； 发射套筒(1)套设在接收套筒(2)的前端内，并通过紧锭螺钉(11)调整发射套筒与接收套筒的间距。
5.根据权利要求4所述的激光多脉冲测距装置，其特征在于，所述发射套筒(I)与接收套筒(2)之间间隙配合，该间隙内填充树脂用于固定内外结构。
6.根据权利要求4所述的激光多脉冲测距装置，其特征在于，所述发射套筒(I)中用于固定发射透镜组(3)的前端部采用筋板支撑结构。
【文档编号】G01S17/10GK103926590SQ201410129643
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】梁华为, 陈向成, 王少平, 梅涛, 丁祎, 丁骥, 张飞 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院