一种基于激光测距的内光路相位补偿方法及系统与流程

本发明涉及激光测距领域，特别是涉及一种基于激光测距的内光路相位补偿方法及系统。

背景技术：

激光相位测距按测量光路分为四种测距方法：单发单收、单发双收、双发单收、双发双收。

四种测距方案都可采用差频法实现：主振信号由激光二极管发射出去，经过距离D被反光面反射形成反射信号，反射信号经过距离D后，进入雪崩二极管(Avalanche Photo Diode，APD)，并与本振信号在APD中混频，将混频输出信号进行放大、滤波处理得到低频信号，单片机采集低频信号并进行模数转换、数字信号处理得到相位。

其中双发单收、双发双收两种测距方案中，内外光路的电路元件特性一致时，内外光路的相位变化量近似相等，可以相互抵消，因此可以使内外光路的相位差保持不变。

在实际的测量过程中，随着测量距离及反光面变化程度的增加，内外光路信号幅值变化非常大。目前采用的方法是改变APD电压以改变信号通路的电路增益，然而在操作过程中必须使内外光路APD电压保持相等，否则不易抵消因内外光路APD电压的不同所产成的相位差，这就使得内光路信号幅值的变化范围非常小，因而也导致外光路信号幅值变化范围也较小。因此单纯改变APD电压的方法难以适应测量距离远及反光面变化大的场合，不适用于实际测量。

内光路信号幅值可以通过改变内光路激光二极管的功率的方式进行调整，然而外光路激光二极管的功率一般是固定的，这就使得内外光路激光二极管的功率不同。同时，因内外光路激光二极管的功率不同所造成的内外光路的相位延迟无法消除。

技术实现要素：

本发明为了适应远距离和反光面变化大的激光测距场合，同时为了补偿内外光路的激光二极管的功率的不同所造成的相位延迟，本发明提供一种基于激光测距的内光路相位补偿方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于激光测距的内光路相位补偿方法，包括：

调整雪崩二极管的电压，使内光路信号幅值介于最大电压峰峰值和最小电压峰峰值之间；

获取外光路信号幅值；

将所述外光路信号幅值与所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值进行对比；

当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间时，获取测量的内外光路的相位差；

当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过调整雪崩二极管电压和/或内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过调整雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间；

计算内外光路的真实相位差；

根据所述内外光路的真实相位差计算距离值。

可选的，所述当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过调整雪崩二极管电压和/或内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过调整雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间，具体包括：

当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，通过降低雪崩二极管电压和/或增加内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值；通过降低雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间；

当所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过增加所述雪崩二极管电压和/或降低所述内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过增加所述雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间。

可选的，所述当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，通过降低雪崩二极管电压和/或增加内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值；通过降低雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间，具体包括：

判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，结束测量；当所述第一判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，通过降低所述雪崩二极管电压调整所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于最小电压峰峰值；

获取测量的内光路相位，得到改变功率前的内光路相位延迟；

判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，结束测量；当所述第二判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，通过增加所述内光路激光二极管功率调整所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最大电压峰峰值；

在所述内光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值的情况下，通过降低所述雪崩二极管电压进一步降低所述外光路信号幅值和所述内光路信号幅值；

判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第三判断结果；当所述第三判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，确定为错误处理，发出错误处理信号并结束测量；当所述第三判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，获取测量的内光路相位延迟、内光路相位和外光路相位，得到改变功率后的内光路相位延迟、改变功率后的内光路相位和改变功率后的外光路相位，记录测量结果并结束测量。

可选的，所述当所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过增加所述雪崩二极管电压和/或降低所述内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过增加所述雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间，具体包括：

判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第四判断结果；当所述第四判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，结束测量；当所述第四判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过增加所述雪崩二极管电压调整所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于最大电压峰峰值；

获取测量的内光路相位，得到改变功率前的内光路相位延迟；

判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第五判断结果；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，结束测量；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过降低所述内光路激光二极管功率调整所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最小电压峰峰值；

在所述内光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值的情况下，通过增加所述雪崩二极管电压进一步增加所述外光路信号幅值和所述内光路信号幅值；

判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第六判断结果；当所述第六判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，确定为错误处理，发出错误处理信号并结束测量；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，获取测量的内光路相位延迟、内光路相位和外光路相位，得到改变功率后的内光路相位延迟、改变功率后的内光路相位和改变功率后的外光路相位，记录测量结果并结束测量。

可选的，所述计算内外光路的真实相位差，具体包括：

当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，改变功率后的外光路相位减去改变功率后的内光路相位得到改变功率后的内外光路相位差；

改变功率后的内光路相位延迟减去改变功率前的内光路相位延迟得到内光路相位延迟差；

改变功率后的内外光路相位差加上内光路相位延迟差得到所述内外光路的真实相位差。

可选的，所述计算内外光路的真实相位差，具体包括：

当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间时，确定所述内外光路的真实相位差为所述内外光路的相位差。

本发明还公开了一种基于激光测距的内光路相位补偿系统，包括：

控制模块，用于调整雪崩二极管的电压，使内光路信号幅值介于最大电压峰峰值和最小电压峰峰值之间；获取外光路信号幅值；将所述外光路信号幅值与所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值进行对比；当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间时，获取测量的内外光路的相位差；当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过调整雪崩二极管电压和/或内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过调整雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间；计算内外光路的真实相位差；根据所述内外光路的真实相位差计算距离值；

测量模块，用于测量外光路信号幅值、内光路信号幅值、内光路相位、外光路相位、内光路相位延迟，并将测量结果发送到所述控制模块；

调节模块，用于在所述控制模块的控制下，调节所述雪崩二极管的电压和所述内光路激光二极管的功率。

可选的，所述控制模块包括：

第一控制单元，用于判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，结束测量；当所述第一判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，通过降低所述雪崩二极管电压调整所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于最小电压峰峰值；获取测量的内光路相位，得到改变功率前的内光路相位延迟；判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，结束测量；当所述第二判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，通过增加所述内光路激光二极管功率调整所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最大电压峰峰值；在所述内光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值的情况下，通过降低所述雪崩二极管电压进一步降低所述外光路信号幅值和所述内光路信号幅值；判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第三判断结果；当所述第三判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，确定为错误处理，发出错误处理信号并结束测量；当所述第三判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，获取测量的内光路相位延迟、内光路相位和外光路相位，得到改变功率后的内光路相位延迟、改变功率后的内光路相位和改变功率后的外光路相位，记录测量结果并结束测量；

第二控制单元，用于判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第四判断结果；当所述第四判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，结束测量；当所述第四判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过增加所述雪崩二极管电压调整所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于最大电压峰峰值；获取测量的内光路相位，得到改变功率前的内光路相位延迟；判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第五判断结果；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，结束测量；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过降低所述内光路激光二极管功率调整所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最小电压峰峰值；在所述内光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值的情况下，通过增加所述雪崩二极管电压进一步增加所述外光路信号幅值和所述内光路信号幅值；判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第六判断结果；当所述第六判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，确定为错误处理，发出错误处理信号并结束测量；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，获取测量的内光路相位延迟、内光路相位和外光路相位，得到改变功率后的内光路相位延迟、改变功率后的内光路相位和改变功率后的外光路相位，记录测量结果并结束测量；

第三控制单元，用于当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，将改变功率后的外光路相位减去改变功率后的内光路相位得到改变功率后的内外光路相位差；将改变功率后的内光路相位延迟减去改变功率前的内光路相位延迟得到内光路相位延迟差；将改变功率后的内外光路相位差加上内光路相位延迟差得到所述内外光路的真实相位差；

第四控制单元，用于当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间时，确定所述内外光路的真实相位差为所述内外光路的相位差。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1、本发明的技术方案，在单纯改变APD电压的基础上进行了改进，从而使本发明的技术方案相对单纯改变APD电压进行测距的技术方案实现了更大范围的内外光路信号幅值的变化，从而使本发明的技术方案能够适应测量距离远和反光面变化大的场合。

2、本发明的技术方案，通过实时对内外光路的信号幅值进行测量和补偿，使本发明的技术方案能够实现对因为改变激光二极管功率所造成的相位延迟进行补偿，从而在一定程度上消除因改变激光二极管功率所造成的相位差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例中双发单收类型的信号往返示意图；

图2为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例中双发双收类型的信号往返示意图；

图3为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例的方法流程图；

图4为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例的外光路信号幅值大于最大电压峰峰值时的信号调整流程图；

图5为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例的外光路信号幅值小于最小电压峰峰值时的信号调整流程图；

图6为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿系统实施例的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于激光测距的内光路相位补偿方法及系统。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。

在激光测距领域中，激光测距的类型按照测量光路分类可分别单发单收、单发双收、双发单收、双发双收四种类型。本申请的方法针对的是双发单收和双发双收的类型。

图1为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例中双发单收类型的信号往返示意图。

参见图1，双发单收类型的激光测距方法中，使用的激光测距仪采用了外光路激光二极管1、内光路激光二极管2、雪崩二极管3、信号处理单元4、单刀双掷开关5。

主振信号经单刀双掷开关5后分成两路，外光路信号和内光路信号，外光路信号经过外光路激光二极管1被发射出去，经目标物体的反光面6反射后被雪崩二极管3接收；内光路信号直接被雪崩二极管3接收。雪崩二极管3将本振信号、外光路信号和内光路信号进行混频发送到信号处理单元4，信号处理单元4对接收到的信号进行滤波放大处理后计算出目标物体的与激光测距仪的距离。

图2为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例中双发双收类型的信号往返示意图。

参见图2，双发双收类型的激光测距方法中，使用的激光测距仪采用了外光路激光二极管1、内光路激光二极管2、外光路雪崩二极管7、内光路雪崩二极管8、信号处理单元4。

主振信号分成两路，外光路信号和内光路信号，外光路信号经过外光路激光二极管1被发射出去，经目标物体反射后被外光路雪崩二极管7接收，外光路雪崩二极管7将接收到的外光路信号和本振信号进行混频之后发送到信号处理单元4；内光路信号经过内光路激光二极管2被发射出去，经目标物体的反光面6反射后被内光路雪崩二极管8接收，内光路雪崩二极管7将接收到的内光路信号和本振信号进行混频之后发送到信号处理单元4；信号处理单元4对接收到的信号进行滤波放大处理，并计算出目标物体的与激光测距仪的距离。

采用差频测相的方法进行测距的原理如下：

设本振信号为：主振信号为：g(t)＝Bsin(ωt+β₀)，其中ω_L为本振信号角频率，为本振信号初始相位，ω为主振信号角频率，β₀为主振信号初始相位。那么接收信号为：g(t)＝Bsin(ωt+β₀+Δβ)，其中Δβ代表主振信号经过距离2D产生的相位延迟，Δβ＝ωΔt，其中Δt代表从信号发送到信号接收的时间间隔。此时，可以计算出内、外光路的相位差为：

其中代表外光路低频信号相位，代表内光路低频信号相位。

那么测量距离

其中，C为光速，f为主振信号的频率。

图3为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例的方法流程图。

参见图3，针对上述原理，本发明公开了一种基于激光测距的内光路相位补偿方法，包括：

步骤301：调整雪崩二极管的电压，使内光路信号幅值介于最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]；

步骤302：获取外光路信号幅值；

步骤303：将所述外光路信号幅值与所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min进行对比；

步骤304：当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min之间时，获取测量的内外光路的相位差Δβ；

步骤305：当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值VPP_max或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，通过调整雪崩二极管电压和/或内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过调整雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]；

步骤306：计算内外光路的真实相位差Δβ_R；

步骤307：根据所述内外光路的真实相位差Δβ_R计算距离值D。

可选的，所述当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值VPP_max或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，通过调整雪崩二极管电压和/或内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过调整雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]，具体包括：

当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值VPP_max时，通过降低雪崩二极管电压和/或增加内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值；通过降低雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]；

当所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，通过增加所述雪崩二极管电压和/或降低所述内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过增加所述雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]。

图4为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例的外光路信号幅值大于最大电压峰峰值时的信号调整流程图。

图4反映出当外光路信号幅值大于最大电压峰峰值VPP_max时，保证内光路信号幅值不小于最小电压峰峰值VPP_min的条件下，通过降低雪崩二极管电压进行调整，若外光路信号幅值依然大于最大电压峰峰值VPP_max，通过增强内光路激光二极管的功率，使内光路信号幅值接近最大电压峰峰值VPP_max，然后在保证内光路信号幅值不小于最小电压峰峰值VPP_min的条件下，继续降低雪崩二极管电压。具体方案如下：

参见图4，所述当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值VPP_max时，通过降低雪崩二极管电压和/或增加内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值；通过降低雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]，具体包括：

步骤401：在保证内光路信号幅值介于最大电压峰峰值和最小电压峰峰值之间的基础上最大程度上降低雪崩二极管电压：判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值VPP_max，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值VPP_max时，结束测量；当所述第一判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值VPP_max时，通过降低所述雪崩二极管电压调整所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于最小电压峰峰值VPP_min；

在实际测量过程中，一般都要保证内外光路的雪崩二极管的电压相等，否则不易抵消内外光路的雪崩二极管的电压不相等所造成的相位差。因此该调整步骤需同时调整内外光路的雪崩二极管的电压(双发单收类型中，内外光路共用一个雪崩二极管，改变该雪崩二极管电压等于同时调整内光路信号幅值和外光路信号幅值；而双发双收类型中，内外光路各有一个雪崩二极管，此时需要对内外光路的雪崩二极管的电压同时进行调整，保证内外光路的雪崩二极管的电压保持相同)。降低的程度为使所述内光路信号幅值等于最小电压峰峰值，该程度是在满足内光路信号峰值处于最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的情况下能够降低的最大程度，从而最大程度上降低外光路信号幅值，使外光路信号幅值最大程度上靠近最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的范围。

步骤402：获取测量的内光路相位，得到改变功率前的内光路相位延迟；

步骤403：在保证内光路信号幅值介于最大电压峰峰值和最小电压峰峰值之间的基础上最大程度上增加内光路激光二极管功率：判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值VPP_max，得到第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值VPP_max时，结束测量；当所述第二判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值VPP_max时，通过增加所述内光路激光二极管功率调整所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最大电压峰峰值VPP_max；

该步骤是在经过雪崩二极管的调整之后，外光路信号幅值依然大于最大电压峰峰值VPP_max的情况下进行的调整。通过增加内光路激光二极管功率使内光路信号幅值增加，保证内光路信号幅值处于最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的情况下最大程度上增加内光路信号幅值。该步骤旨在增加内光路信号幅值，其目的是为了再次通过降低雪崩二极管电压进行调整。步骤401已经最大程度上降低了雪崩二极管的电压，由于内光路信号幅值已经在允许范围内降到最低，所以不能再继续降低雪崩二极管的电压。步骤403再次增加内光路信号幅值，使雪崩二极管电压能够继续降低，从而继续减小外光路信号幅值。

步骤404：通过降低所述雪崩二极管电压进一步降低所述外光路信号幅值和所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最小电压峰峰值VPP_min；

在步骤403中最大程度上增加内光路信号幅值之后，使得雪崩二极管的电压再次具备了可以降低的条件。该步骤再次降低雪崩二极管的电压，使得外光路信号幅值在步骤401的调节之后继续降低，当然内光路信号幅值也会跟随着降低。保证内光路信号幅值满足在最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的条件下，最大程度上降低雪崩二极管电压，从而最大程度上降低外光路信号幅值，使外光路信号幅值最大程度上靠近最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的范围。

步骤405：判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值VPP_max，得到第三判断结果；当所述第三判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值VPP_max时，确定为错误处理，发出错误处理信号并结束测量；当所述第三判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值VPP_max时，获取测量的内光路相位延迟、内光路相位和外光路相位，得到改变功率后的内光路相位延迟、改变功率后的内光路相位和改变功率后的外光路相位，记录测量结果并结束测量。

经过步骤401～404的调整之后，外光路信号幅值已经降低到最低，如果此时外光路信号幅值依然大于最大电压峰峰值VPP_max，而不能落在最小电压峰峰值VPP_min和最大电压峰峰值VPP_max之间[VPP_min，VPP_max]的范围内，那么只能说明外光路信号太强，使得外光路信号幅值很大，不能通过该方法降低到最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的范围内。然而，如果经过步骤401～404的调整之后，外光路信号幅值已经落在最小电压峰峰值VPP_min和最大电压峰峰值VPP_max之间[VPP_min，VPP_max]的范围内，那么说明调整有了预期的效果，满足了预期的条件，可以进行相关数据的测量。

图5为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿方法实施例的外光路信号幅值小于最小电压峰峰值时的信号调整流程图。

图5反映出当外光路信号幅值小于最小电压峰峰值VPP_min时，保证内光路信号幅值不大于最大电压峰峰值VPP_max的条件下，通过增加雪崩二极管电压进行调整，若外光路信号幅值依然小于最小电压峰峰值VPP_min，通过降低内光路激光二极管的功率，使内光路信号幅值接近最小电压峰峰值VPP_min，然后在保证内光路信号幅值不大于最大电压峰峰值VPP_max的条件下，继续增加雪崩二极管电压。

参见图5，所述当所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，通过增加所述雪崩二极管电压和/或降低所述内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过增加所述雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]，具体包括：

步骤501：判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值VPP_min，得到第四判断结果；当所述第四判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，结束测量；当所述第四判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，通过增加所述雪崩二极管电压调整所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于最大电压峰峰值VPP_max；

在实际测量过程中，一般都要保证内外光路的雪崩二极管的电压相等，否则不易抵消内外光路的雪崩二极管的电压不相等所造成的相位差。因此该调整步骤需同时调整内外光路的雪崩二极管的电压(双发单收类型中，内外光路共用一个雪崩二极管，改变该雪崩二极管电压等于同时调整内光路信号幅值和外光路信号幅值；而双发双收类型中，内外光路各有一个雪崩二极管，此时需要对内外光路的雪崩二极管的电压同时进行调整，保证内外光路的雪崩二极管的电压保持相同)。增加的程度为使所述内光路信号幅值等于最大电压峰峰值VPP_max，该程度是在满足内光路信号峰值处于最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的情况下能够增加的最大程度，从而最大程度上增加外光路信号幅值，使外光路信号幅值最大程度上靠近最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的范围。

步骤502：获取测量的内光路相位，得到改变功率前的内光路相位延迟；

步骤503：判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值VPP_min，得到第五判断结果；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值等于所述最小电压峰峰值VPP_min时，结束测量；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，通过降低所述内光路激光二极管功率调整所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值不大于所述最小电压峰峰值VPP_min；

该步骤是在经过雪崩二极管的调整之后，外光路信号幅值依然小于最小电压峰峰值VPP_min的情况下进行的调整。通过降低内光路激光二极管功率使内光路信号幅值减小，保证内光路信号幅值处于最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的情况下最大程度上降低内光路信号幅值。该步骤旨在降低内光路信号幅值，其目的是为了再次通过增加雪崩二极管电压进行调整。步骤501已经最大程度上增加了雪崩二极管的电压，由于内光路信号幅值已经在允许范围内增加到最高，所以不能再继续增加雪崩二极管的电压。步骤403再次降低内光路信号幅值，使雪崩二极管电压能够继续增加，从而继续增加外光路信号幅值。

步骤504：通过增加所述雪崩二极管电压进一步增加所述外光路信号幅值和所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最大电压峰峰值VPP_max；

在步骤503中最大程度上降低内光路信号幅值之后，使得雪崩二极管的电压再次具备了可以增加的条件。该步骤504再次增加雪崩二极管的电压，使得外光路信号幅值在步骤501的调节之后继续增高，当然内光路信号幅值也会跟随着增高。保证内光路信号幅值满足在最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的条件下，最大程度上增加雪崩二极管电压，从而最大程度上增加外光路信号幅值，使外光路信号幅值最大程度上靠近最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的范围。

步骤505：判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值VPP_min，得到第六判断结果；当所述第六判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，确定为错误处理，发出错误处理信号并结束测量；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值VPP_min时，获取测量的内光路相位延迟、内光路相位和外光路相位，得到改变功率后的内光路相位延迟、改变功率后的内光路相位和改变功率后的外光路相位，记录测量结果并结束测量；

经过步骤501～504的调整之后，外光路信号幅值已经增加到最大，如果此时外光路信号幅值依然小于最小电压峰峰值VPP_min，而不能落在最小电压峰峰值VPP_min和最大电压峰峰值VPP_max之间[VPP_min，VPP_max]的范围内，那么只能说明外光路信号太弱，使得外光路信号幅值很小，不能通过该方法增加到最大电压峰峰值VPP_max和最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]的范围内。然而，如果经过步骤501～504的调整之后，外光路信号幅值已经落在最小电压峰峰值VPP_min和最大电压峰峰值VPP_max之间[VPP_min，VPP_max]的范围内，那么说明调整有了预期的效果，满足了预期的条件，可以进行相关数据的测量。

可选的，所述计算内外光路的真实相位差Δβ_R，具体包括：

当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值VPP_max或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值VPP_max时，改变功率后的外光路相位β_ePld2减去改变功率后的内光路相位β_iPld2得到改变功率后的内外光路相位差Δβ_Pld2＝β_ePld2-β_iPld2；

改变功率后的内光路相位延迟θ_iPld2减去改变功率前的内光路相位延迟θ_iPld1得到内光路相位延迟差Δθ＝θ_iPld2-θ_iPld1；

改变功率后的内外光路相位差Δβ_Pld2加上内光路相位延迟差Δθ得到所述内外光路的真实相位差Δβ_R＝Δβ_Pld2+Δθ。

可选的，所述计算内外光路的真实相位差Δβ_R，具体包括：

当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值VPP_max和所述最小电压峰峰值VPP_min之间[VPP_min，VPP_max]时，确定所述内外光路的真实相位差Δβ_R为所述内外光路的相位差Δβ。

可选的，所述根据所述内外光路的真实相位差Δβ_R计算距离值D，具体包括：

所述距离值

图6为本发明一种基于激光测距的内光路相位补偿系统实施例的系统结构图。

参见图6，一种基于激光测距的内光路相位补偿系统，包括：

控制模块601，用于调整雪崩二极管的电压，使内光路信号幅值介于最大电压峰峰值和最小电压峰峰值之间；获取外光路信号幅值；将所述外光路信号幅值与所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值进行对比；当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间时，获取测量的内外光路的相位差；当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过调整雪崩二极管电压和/或内光路激光二极管功率调节所述内光路信号幅值，通过调整雪崩二极管电压调节所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值落在所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间；计算内外光路的真实相位差；根据所述内外光路的真实相位差计算距离值；

测量模块602，用于测量外光路信号幅值、内光路信号幅值、内光路相位、外光路相位、内光路相位延迟，并将测量结果发送到所述控制模块601；

调节模块603，用于在所述控制模块601的控制下，调节所述雪崩二极管的电压和所述内光路激光二极管的功率。

可选的，所述控制模块601包括：

第一控制单元604，用于判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，结束测量；当所述第一判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，通过降低所述雪崩二极管电压调整所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于最小电压峰峰值；获取测量的内光路相位，得到改变功率前的内光路相位延迟；判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，结束测量；当所述第二判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，通过增加所述内光路激光二极管功率调整所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最大电压峰峰值；在所述内光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值的情况下，通过降低所述雪崩二极管电压进一步降低所述外光路信号幅值和所述内光路信号幅值；判断所述外光路信号幅值是否大于所述最大电压峰峰值，得到第三判断结果；当所述第三判断结果表示所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值时，确定为错误处理，发出错误处理信号并结束测量；当所述第三判断结果表示所述外光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值时，获取测量的内光路相位延迟、内光路相位和外光路相位，得到改变功率后的内光路相位延迟、改变功率后的内光路相位和改变功率后的外光路相位，记录测量结果并结束测量；

第二控制单元605，用于判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第四判断结果；当所述第四判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，结束测量；当所述第四判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过增加所述雪崩二极管电压调整所述内光路信号幅值和所述外光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于最大电压峰峰值；获取测量的内光路相位，得到改变功率前的内光路相位延迟；判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第五判断结果；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，结束测量；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，通过降低所述内光路激光二极管功率调整所述内光路信号幅值，使所述内光路信号幅值等于所述最小电压峰峰值；在所述内光路信号幅值不大于所述最大电压峰峰值的情况下，通过增加所述雪崩二极管电压进一步增加所述外光路信号幅值和所述内光路信号幅值；判断所述外光路信号幅值是否小于所述最小电压峰峰值，得到第六判断结果；当所述第六判断结果表示所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，确定为错误处理，发出错误处理信号并结束测量；当所述第五判断结果表示所述外光路信号幅值不小于所述最小电压峰峰值时，获取测量的内光路相位延迟、内光路相位和外光路相位，得到改变功率后的内光路相位延迟、改变功率后的内光路相位和改变功率后的外光路相位，记录测量结果并结束测量；

第三控制单元606，用于当所述外光路信号幅值大于所述最大电压峰峰值或所述外光路信号幅值小于所述最小电压峰峰值时，将改变功率后的外光路相位减去改变功率后的内光路相位得到改变功率后的内外光路相位差；将改变功率后的内光路相位延迟减去改变功率前的内光路相位延迟得到内光路相位延迟差；将改变功率后的内外光路相位差加上内光路相位延迟差得到所述内外光路的真实相位差；

第四控制单元607，用于当所述外光路信号幅值介于所述最大电压峰峰值和所述最小电压峰峰值之间时，确定所述内外光路的真实相位差为所述内外光路的相位差。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。