一种时间关联计算测距仪及测量方法_2

文档序号:9371809阅读:来源:国知局
合测量逻辑计算,得到一个时间关联计数结果,同时将延 时器(9)延时和对应的时间关联计数结果发送至计算单元;
[0024] (5)调整延时器(9)的延时,返回步骤(1)、⑵和(3),符合测量逻辑单元将储存 的新的光场调制矩阵信号和记录的新的第一回波信号,再次进行时间符合测量逻辑计算, 得到一个新的时间关联计数结果,同时将延时器(9)延时和对应的新的时间关联计数结果 发送至计算单元;
[0025] (6)重复步骤(5)N次,计算单元将接收到的N对延时和对应的时间关联计数结果 描绘成第一关联结果曲线,横坐标为多个延时器的延时时间,纵坐标为多个时间关联计数 结果,将每个延时器(12)记录的多个延时所对应的多个时间关联计数结果连接成一条曲 线,得到第一关联结果曲线,寻找第一关联结果曲线峰值所对应的延时τ i,并记录该延时 τ 1;
[0026] (7)重新开始步骤(1),分束器(4)将入射的调制光场分成两路分别是透射光束和 反射光束,将反射光束舍弃,将透射光束入射到透镜(5)上形成平行光束后照射在半透半 反镜(6),半透半反镜(6)放置于透镜(5)和待测件反光镜(7)之间,且半透半反镜(6)、透 镜(5)和待测件反光镜(7)共轴放置,半透半反镜(6)反射和透射光束,形成反射光束和透 射光束,将半透半反镜(6)反射的反射光束舍弃,保留半透半反镜(6)透射的透射光束;
[0027] (8)经半透半反镜(6)透射的透射光束照射在待测件反光镜(7),待测件反射镜 (7)安装在待测件上,经待测件反光镜(7)反射的回波光束再次经过半透半反镜(6),半透 半反镜(6)将待测件反光镜(7)反射的回波光束分别进行透射和反射,分别形成透射光束 和反射光束,将反射光束舍弃,将透射光束经透镜(5)恢复成汇聚光束,并照射到分束器 (4)上,分束器(4)将入射的汇聚光束分成两路分别是透射光束和反射光束,将透射光束舍 弃,将反射光束反射后照射到CCD(7)上,形成第二回波信号,符合测量逻辑模块(10)的符 合测量逻辑单元记录该回波信号;
[0028] (9)符合测量逻辑模块(10)的符合测量逻辑单元将储存的光场调制矩阵信号和 记录的第二回波信号,进行时间符合测量逻辑计算,得到一个时间关联计数结果,同时将延 时器(9)延时和对应的时间关联计数结果发送至计算单元;
[0029] (10)调整延时器(9)的延时,返回步骤(7)和(8),符合测量逻辑单元将储存的新 的光场调制矩阵信号和记录的新的第二回波信号,再次进行时间符合测量逻辑计算,得到 一个新的时间关联计数结果,同时将延时器(9)延时和对应的新的时间关联计数结果发送 至计算单元;
[0030] (11)重复步骤(IO)N次,计算单元将接收到的N对延时和对应的时间关联计数结 果描绘成第二关联结果曲线,横坐标为多个延时器的延时时间,纵坐标为多个时间关联计 数结果,将每个延时器(12)记录的多个延时所对应的多个时间关联计数结果连接成一条 曲线,得到第二关联结果曲线,寻找第二关联结果曲线峰值所对应的延时τ 2,并记录该延 时τ2;
[0031] (12)计算单元将步骤(6)和步骤(11)记录的τ JP τ 2做差计算Δ τ = τ 2- τ ^ 解算出待测件反光镜到半透半反镜之间的距离〖=τ,:式中C为真空中光速。
[0032] 与现有技术相比,总结归纳本发明具有以下几个优点:
[0033] (1)本发明在传统测距装置基础上,用数字微镜阵列代替了传统激光测距仪光源, 在部件上没有大的改动,在最后数据采集和处理方面增加了时间符合测量逻辑计算和图像 处理,这两部分也可以集成到传统测距仪数据处理里面,完全保持了传统测距仪的光学系 统和整体外观,具有操作简单,技术成熟度高,可实现性强等优点,在工程实现上较为容易。
[0034] (2)本发明将量子成像技术中的计算时间二阶关联探测方法引入测距仪的设计 中,时间二阶关联探测方法计算的是时间的二阶关联特性,跟传统测距仪测量原理完全不 同,能有效减小空气扰动等因素引起的测量误差,提尚系统的灵敏度和稳定性。
[0035] (3)本发明是基于计算时间关联成像原理,可将具有空间分辨力的CCD替换成点 探测器,目前市面上的光电管价格低廉,使用方便,操作简单,可用于本方案作为信号探测 装置。另外,随着具有单光子灵敏度单光子探测器的广泛应用,还可进一步提高本方案的探 测距离。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明的系统原理图。
【具体实施方式】
[0037] 下面将结合附图对本发明的一种时间关联计算测距仪的【具体实施方式】做进一步 详细的说明。
[0038] 如图1所示,图中:1、光源;2、数字微镜阵列DMD ;3、控制器;4、分束器;5、透镜;6、 半透半反镜;7、待测件反光镜;8、CCD (或点探测器);9、延时器;10、符合测量逻辑模块;符 合测量逻辑模块包括符合测量逻辑单元和计算单元;
[0039] 一种时间关联计算测距仪,包括:光源1、数字微镜阵列DMD2、控制器3、分束器4、 透镜5、半透半反镜6、待测件反光镜7、CCD(或点探测器)8、延时器9、符合测量逻辑模块 10 ;符合测量逻辑模块10包括符合测量逻辑单元和计算单元;
[0040] 数字微镜阵列DMD2包括多个微镜阵列,每一个微镜阵列都可以向+12°和-12° 两个方向任意翻转,光源1照射在数字微镜阵列DMD2的微镜阵列上,控制器3产生光场调 制矩阵信号,一路输出将光场调制矩阵信号发送到延时器9,调整延时器9延时,经延时器9 延时后将光场调制矩阵信号存至符合测量逻辑模块10,另一路输出将该光场调制矩阵信号 加载到数字微镜阵列DMD2上,控制多个微镜阵列各自按+12°和-12°两个方向发生翻转, 多个微镜阵列反射光源1照射的光束形成调制光场,将该调制光场入射至分束器4 ;
[0041] 分束器4将入射的调制光场分光成两路分别是透射光束和反射光束,将入射的 调制光场分光得到的反射光束舍弃,将入射的调制光场分光得到的透射光束入射到透镜5 上,数字微镜阵列DMD2放置于透镜5的焦平面上,经过透镜5的透射光束形成平行光束,照 射在半透半反镜6,半透半反镜6放置于透镜5和待测件反光镜7之间,且半透半反镜6、透 镜5和待测件反光镜7共轴放置,半透半反镜6透射一部分光,形成透射光束,并反射一部 分光,形成第一回波光束;
[0042] 经半透半反镜6反射的第一回波光束再次经过透镜5恢复成汇聚光束,并照射到 分束器4上,分束器4将入射的汇聚光束分成两路分别是透射光束和反射光束,将分束器4 分光得到的透射光束舍弃,将分束器4分光得到的反射光束反射后照射到(XD8上,形成第 一回波信号,符合测量逻辑模块10的符合测量逻辑单元记录该回波信号;
[0043] 符合测量逻辑模块10的符合测量逻辑单元将储存的光场调制矩阵信号和记录的 第一回波信号,进行时间符合测量逻辑计算,得到一个时间关联计数结果,同时将延时器9 延时和对应的时间关联计数结果发送至计算单元;
[0044] 多次调整延时器9的延时,符合测量逻辑单元将储存的多个新的光场调制矩阵信 号和记录的多个新的第一回波信号,再次进行时间符合测量逻辑计算,得到多个新的时间 关联计数结果,同时将延时器9延时和对应的新的时间关联计数结果发送至计算单元;
[0045] 计算单元将接收到的多对延时和对应的时间关联计数结果绘成第一关联结果曲 线,横坐标为多个延时器的延时时间,纵坐标为多个时间关联计数结果,将每个延时器12 记录的多个延时所对应的多个时间关联计数结果连接成一条曲线,得到第一关联结果曲 线,寻找第一关联结果曲线峰值所对应的延时T 1,并记录该延时τ1;
[0046] 经半透半反镜6透射的透射光束照射在待测件反光镜7,待测件反射镜7安装在 待测件上,经待测件反光镜7反射的回波光束再次经过半透半反镜6,半透半反镜6将待测 件反光镜7反射的回波光束分别进行透射和反射,分别形成透射光束和反射光束,将待测 件反光镜7反射的反射光束舍弃,将待测件反光镜7透射的透射光束经透镜5恢复成汇聚 光束,并照射到分束器4上,分束器4将入射的汇聚光束分成两路分别是透射光束和反射 光束,将分束器4分光得到的透射光束舍弃,将分束器4分光得到的反射光束反射后照射到 CCD7上,形成第二回波信号,符合测量逻辑模块10的符合测量逻辑单元记录该回波信号;
[0047] 符合测量逻辑模块10的符合测量逻辑单元将储存的光场调制矩阵信号和记录的 第二回波信号,进行时间符合测量逻辑计算,得到一个时间关联计数结果,同时将延时器9 延时和对应的时间关联计数结果发送至计算单元;
[0048] 调整延时器9的延时,符合测量逻辑单元将储存的新的光场调制矩阵信号和记录 的新的第二回波信号,再次进行时间符合测量逻辑计算,得到一个新的时间关联计数结果, 同时将延时器9延时和对应的新的时间关联计数结果发
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1