[发明专利]激光测距系统及方法

说明书

本发明提供一种激光测距系统及方法，包括：激光发射模块、发射接收共光路模块、激光接收模块和计算模块，发射接收共光路模块包括第一传输通道和第二传输通道，发射接收共光路模块，用于根据激光发射模块发射的初始激光信号，获得宽谱光源，通过第一传输通道使宽谱光源照射到所述待测物体上，并通过第二传输通道接收宽谱光源照射到待测物体上后反射回来的反射激光信号；计算模块，用于计算待测物体与激光测距系统的距离。本发明利用光纤的纤细特点，同时利用同一光纤中两条激光传输通道，实现发射和接收共光路测距，而无需使用多根光纤，极大地压缩了激光测距系统的探头所占体积，使探头更灵活，且具有较好的隐秘性。

技术领域

本发明涉及激光测距领域，更具体地，涉及一种激光测距系统及方法。

背景技术

目前，激光测距需要测量发出的激光信号与接收到物体返回的信号的时间差，通过时间差计算待测物体与激光测距仪的距离。目前的激光测距系统中，至少包含了一个激光发射探头和一个激光接收探头，激光发射探头和激光接收探头统称为探头，激光发射探头用来发射激光信号，激光接收探头用来接收物体返回的激光信号。为了使探测到的信号足够强，接收探头通常还需要占用较大体积。例如某些需要进行标定的激光测距仪，都具有分离的发射端和接收端，这样的系统中光路空间布局多余重复；同时，为了实现对激光发射和接收端的控制，通常需要将信号处理模块等部件也安装在发射端和/或者接收端的附近，这些特点导致整个激光测距系统布局摆放不自由，浪费了空间资源，限制了激光测距系统在复杂、拥挤或者恶劣的工作环境下的测距应用。

为了增加激光测距系统的自由度和灵活性，其关键在于使激光测距系统的探头具有微小、灵活的特性。光纤具有良好的传导光的能力，可弯曲，且占用空间体积小，通过经受多种物理和化学处理以实现颜色、表面平整度、肉眼不易察觉等需求。生活中接触的光纤由于带有线缆套，看起来较粗，但实际上有使用价值的部分，是剥去线缆套和塑料纤维后剩余的那一部分，直径通常在0.1mm数量级左右，在环境中几乎是“隐身的”。由此，可以使用光纤来增加激光测距系统的自由度和灵活性。

有一些激光测距系统虽然使用了光纤，但依然具有分离的激光信号发射端和接收端，例如一种医用光纤探头激光定位器中使用了两根光纤将激光信号的发射探头和接收探头从测距系统的仪器主体部分分离出来，但为了保证能接收到待测对象的返回激光信号，还需要将多根光纤包裹在粗大的线缆套中，导致探头体积庞大；又如一种高耐久长标距光纤光栅传感器公开的光纤测距方案中，使用了一路发射光纤和多路接收光纤，整个发射和接收探头部分的体积庞大。

类似上述使用光纤作为探头的设计不能达到明显缩小探头所占空间体积的目的，更远远无法实现激光测距系统在环境中的“隐身”，不满足实用要求、美观或者保密需求，不具有竞争优势。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种激光测距系统及方法。

根据本发明的一个方面，提供一种激光测距系统，包括：激光发射模块、发射接收共光路模块、激光接收模块和计算模块，所述发射接收共光路模块包括第一传输通道和第二传输通道，所述发射接收共光路模块分别与所述激光发射模块、所述激光接收模块连接，所述计算模块分别与所述激光发射模块、所述激光接收模块连接；所述发射接收共光路模块，用于根据所述激光发射模块发射的初始激光信号，获得宽谱光源，通过所述第一传输通道使所述宽谱光源照射到所述待测物体上，并通过所述第二传输通道接收所述宽谱光源照射到所述待测物体上后反射回来的反射激光信号，所述宽谱光源包括所述激光接收模块探测到的多种波长的激光信号；所述计算模块，用于根据发射所述初始激光信号的发射时刻和接收所述反射激光信号的接收时刻之间的时间差，计算所述待测物体与所述激光测距系统的距离。