[发明专利]激光测距目标指示器及其测距方法和工作状态切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光测距装置，特别涉及一种兼有目标指示功能的激光测距目标指示器。

背景技术

传统的固体脉冲激光测距机大多采用单脉冲激光测距，测距能力有限，需要提高测距能力，只能提高输出激光能量，由此带来体积庞大，功耗增大，重量增加等一连串的问题，给光电系统机载增大了难度。

美国机载“门警”光电预警系统中的激光测距机，以及国内某车载对空激光测距机都采用了三脉冲激光测距方法，虽然测程比单脉冲激光测距有较大提高，但这些激光测距机依然存在以下不足：（1）硬件上采用氙灯泵浦固体激光器，功耗和体积比单脉冲激光测距机还大；（2）只有单一的激光测距功能，不具备激光目标指示功能；（3）由于氙灯的放电特性会受环境温度和长时间使用的影响，激光器输出的三个脉冲激光能量不能始终保持一致，会影响测程和对目标信号的有效判断；（4）论文《脉冲串激光测距技术研究》论述了上述激光测距机三脉冲测距的原理，即通过信号叠加来提高信噪比，但没有提到信号视频累积与二进制累积的综合运用的方法。

新型飞机的光电吊舱需要装备热像仪、电视摄像仪、激光目标指示器、激光测距机等多种光电仪器，由于载荷的限制，各分系统必须充分压缩体积，尽可能减轻重量。采用多脉冲激光测距和激光目标指示两种功能合一的技术，是激光分系统减小体积和减轻重量的有效途径之一，但是，氙灯泵浦固体激光器由于散热的原因，难于实现多脉冲激光测距和激光目标指示两种工作状态对激光能量和激光频率的切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种可测量远距离、体积小、重量轻，具有激光测距与激光目标指示功能的激光测距目标指示器及其测距方法和工作状态切换方法。

本发明的目的是这样实现的：一种激光测距目标指示器及其测距方法和工作状态切换方法；所述指示器包括：

激光发射器，用于发射多脉冲激光光束和编码激光光束；所述的激光接收器包括雪崩管和放大器；所述的雪崩管偏压电源包括信号处理器端口一、信号处理器端口二、可调节直流电源、取样电阻，信号处理器端口一与可调节直流电源连接，用于调节可调节直流电源的输出电压；信号处理器端口二同时与可调节直流电源的输出和取样电阻连接，用于读入雪崩管的工作电流值；取样电阻与雪崩管连接；

激光接收器，用于接收目标反射的激光回波信号，并将激光回波信号转换成电信号，再放大电信号，输出目标信号与噪声的混杂信号；

雪崩管偏压电源，用于为雪崩光电二极管提供工作偏压；

半导体泵浦源电源，用于为激光发射器的半导体激光泵浦源提供可控的工作电源；

激光调Q电源，用于为激光发射器的Q开关提供电源；

激光能量计，用于测量激光发射器输出的激光能量；

通信接口，用于与外部设备通信和操控远程激光测距目标指示器；

信号处理器，用于产生远程激光测距目标指示器的工作时序、编码设置、激光发射器温度控制、雪崩管偏压调整、工作状态切换、能量调节、距离计算、发射次数累计、调校程序运行；

所述的信号处理器，电气上分别与激光发射器、激光接收器、雪崩管偏压电源、半导体泵浦源电源、激光调Q电源、激光能量计、通信接口相连接；半导体泵浦源电源、激光调Q电源又与激光发射器相连接；激光接收器与雪崩管偏压电源相连接；

所述激光测距方法包括下列步骤：

（a）激光接收器接收从目标反射的激光回波信号，并转换成电信号，电信号放大后，得到目标信号与噪声的混杂信号；

（b）对混杂信号进行数字转换，得到数字混杂信号；

（c）对数字混杂信号进行数字滤波处理，得到数字滤波信号；

（d）对数字滤波信号进行累积，得到“数字和”混杂信号；

（e）对“数字和”混杂信号进行数字滤波处理，得到“数字和”滤波信号；

（f）将“数字和”滤波信号中数值最大和次大的信号作为候选目标信号，得到数值目标候选信号；

（g）同时按时段统计数字滤波信号中数值大于阈值A的脉冲数量，得到脉冲数量信号；

（h）将脉冲数量信号中数量大于阈值B的信号作为候选目标信号，得到数量目标候选信号；

（i）将出现在同一时段的最大数值目标候选信号和数量目标候选信号作为目标信号；

（j）如果最大数值目标候选信号和数量目标候选信号不在同一时段，而数量目标候选信号只有一个，且其他脉冲数量信号的数量都小于数量目标候选信号的数量，则将出现在同一时段的次大数值目标候选信号和数量目标候选信号作为目标信号；

（k）按目标信号的时段计算目标距离；