[发明专利]一种相位式激光测距系统及测距方法

权利要求书

1.一种相位式激光测距系统，其特征在于，包括：发射单元以及光检测模块；所述发射单元包括有驱动器、频率调制器、以及外光源和内光源；所述光检测模块包括有探测器、第一混频器、第二混频器、以及控制器和处理器；其中，

所述频率调制器用于生成至少一个主振信号和至少一个本振信号；其中，所述本振信号直接用于信号混频，而所述主振信号经过所述驱动器调制所述外光源与所述内光源分别发出第一调制光信号与第二调制光信号；

所述探测器用于接收所述内光源发射的调制光信号以及所述外光源发射的调制光信号到目标物体后反射的回波信号并转换为电信号；

所述第一混频器用于对所述电信号与所述本振信号进行混频得到参考信号与探测信号；

所述第二混频器用于对所述本振信号与所述外光源、内光源生成的第一、第二调制电信号进行混频，得到第一、第二混频信号；

所述控制器用于控制所述发射单元发射光信号并控制所述探测器接收所述回波信号，所述处理器用于计算处理得到所述参考信号与探测信号的相位差；以及，计算所述第一、第二混频信号的相位差，并将所述相位差作为补偿值对所述参考信号与探测信号的相位差进行补偿，进一步计算出待测目标的距离值。

2.根据权利要求1所述的相位式激光测距系统，其特征在于：所述频率调制器生成至少两种频率不同的调制信号；其中，所述频率不同的调制信号包括至少一种高频信号。

3.根据权利要求2所述的相位式激光测距系统，其特征在于：所述频率调制器还包括有处理电路，通过所述处理电路将生成的多个高频信号进行处理得到多个低频或中频信号。

4.根据权利要求1所述的相位式激光测距系统，其特征在于：所述光检测模块还包括有信号处理电路以及采样电路；所述信号处理电路用于对所述第一、第二混频器输入的信号进行放大后传输至所述采样电路，经所述采样电路输入到所述处理器中进行鉴相分析。

5.根据权利要求1所述的相位式激光测距系统，其特征在于：所述内外光源分别为内、外激光器，所述第一调制电信号与所述第二调制电信号分别由所述外激光器与内激光器的管脚处引出。

6.根据权利要求1所述的相位式激光测距系统，其特征在于：所述光检测模块还包括有采集反馈调节单元和高压采样电路；所述高压采样电路采集所述反馈调节单元输出的实时高压信号输入至所述处理器中，所述处理器根据探测信号的大小以及所述高压采样电路输入的高压信号调节所述反馈调节单元输出适当的高压到所述探测器上。

7.根据权利要求6所述的相位式激光测距系统，其特征在于：所述反馈调节单元内设置有多路电压发射器以及高速切换开关，所述多路电压发射器同时发射多路高压信号，所述处理器调控所述高速切换开光切换不同的电压信号输出到所述探测器上。

8.一种光检测模块，其特征在于，包括接收单元以及控制和处理单元；其中，

所述接收单元包括有探测器；

所述控制和处理单元包括第一混频器、第二混频器、连接所述第一、第二混频器输出端的放大器、连接所述放大器的采样电路、连接所述采样电路输出的控制器和处理器、以及温度传感器、反馈调节单元以及高压采样电路；

所述温度传感器用于实时探测所述探测器的温度，以获得所述探测器的温度采样数据，所述控制器根据所述温度采样数据调控所述探测器的初始电压；

所述高压采样电路采集所述反馈调节单元输出的实时高压信号输入至所述处理器中，所述处理器根据探测信号的大小以及所述高压采样电路输入的高压信号调节所述反馈调节单元输出适当的高压到所述探测器上。

9.根据权利要求8所述的光检测模块，其特征在于：所述反馈调节单元内设置有多路电压发射器以及高速切换开关，所述多路电压发射器同时发射多路高压信号，所述处理器调控所述高速切换开光切换不同的电压信号输出到探测器上。

10.一种相位式激光测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、发射单元通过频率调制器生成主振信号和本振信号，主振信号驱动内、外光源发射具有相应调制频率的调制光信号分别照射到探测器以及目标区域上；同时，通过所述外光源和内光源分别生成第一调制电信号和第二调制电信号；

步骤S2、接收单元通过探测器接收所述外光源发射经目标物体反射的回波信号以及所述内光源发射的调制光信号，分别生成第一、第二响应信号；

步骤S3、将所述第一、第二响应信号输入第一混频器中分别与所述本振信号进行混频，得到探测信号与参考信号；同时，将所述第一、第二调制电信号输入到第二混频器中分别与所述本振信号进行混频，得到第一、第二混频信号；

步骤S4、将所述参考信号与探测信号输入处理器，通过计算处理得到所述参考信号与探测信号的相位差；同时，将所述第一、第二混频信号输入到所述处理器中，计算得到所述第一、第二混频信号的相位差，并将所述相位差作为补偿值对所述参考信号与探测信号的相位差进行补偿，进一步计算出待测目标的距离值。