[发明专利]一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法

说明书

本发明公开了一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法。现有的双阈值误差修正方法中两个双阈值的触发时间差，这就导致双阈值误差修正方法得出错误的修正误差，从而影响到最终数据的准确性。本发明如下：1.获取回波信号。设定三个阈值门限；2、用动态调整的三个阈值门限测量回波信号，并计算两个误差。3、建立误差et的表达式。4、计算两个时间差计算值。5、计算修正点偏离度。6、修正三个阈值门限，并计算出最终的误差修正值。7、用最终的误差修正值对回波信号进行修正，获取最终的激光测量距离。本发明的适应能力更强，具有一定的抗干扰能力。能够在一定噪声干扰下完成激光测距任务。

技术领域

本发明属于激光测距技术领域，具体涉及一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法，主要通过动态调整阈值实现误差修正的脉冲式激光测距方案。

背景技术

利用激光脉冲持续时间短，能量在时间上相对集中，瞬时功率很大的特点，脉冲式激光测距在地形测量、战术前沿测距、导弹运行轨道跟踪等方面获得了广泛的应用。脉冲式激光测距主要通过测量激光信号的飞行时间，从而间接计算出测距目标的距离。测距仪的脉冲发射器发射出一束能量集中的激光信号，并对测距目标反射回的激光回波信号进行探测，通过测量激光信号发射与接收之间的时间差，计算出测距目标的距离。脉冲式激光测距系统虽然可以获得较远的测距能力，但由于回波脉冲近距离会出现饱和截止失真，回光波形的延迟展宽、幅度的变化、目标形状的不规则以及对空散射和电路干扰脉冲叠加引起的波形畸变都会严重的影响到测距精度。双阈值误差修正方法作为前沿鉴别法的一种，可以在无干扰信号的影响下，解决激光回波信号强度不同造成的时刻鉴别误差，提高测距精度。双阈值误差修正方法作为目前广泛采用的激光测距方案，在理想状态下，能够对远距离目标实现精确测量。但在实际工程运用中，激光回波脉冲不一定是理想的高斯脉冲，背景噪声对波形的破坏会严重影响测距仪的测距精度。干扰脉冲叠加在激光回波脉冲上，会延长双阈值误差修正方法中两个双阈值的触发时间差，这就导致双阈值误差修正方法得出错误的修正误差，从而影响到最终数据的准确性。另外，采用双阈值误差修正方法需要提前设定两个阈值通道的阈值电压。当回波脉冲很弱，不足以触发两个通道的阈值门限时，就无法输出数据，从而降低了测距仪的测距能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法。

本发明的具体步骤如下：

步骤1、获取回波信号。设定三个阈值门限V₁,V₂,V₃，其中，V₁＜V₂＜V₃。

步骤2、用动态调整的三个阈值门限测量回波信号，并计算两个误差。

用三个阈值门限V₁,V₂,V₃测量回波信号x(t)；若三个阈值门限V₁,V₂,V₃无法全部在回波信号中采集到脉冲时，则将三个阈值门限V₁、V₂和V₃同步下调，使得三个阈值门限V₁,V₂,V₃均能够在回波信号中采集到脉冲。三个阈值门限V₁,V₂,V₃在回波信号中对应时刻分别表示为t_s1，t_s2和t_s3。

步骤3、计算第一阈值时间差Δt₁₂＝t_s2-t_s1和第二阈值时间差Δt₂₃＝t_s3-t_s2。建立误差et的表达式如式(3)所示：

其中，k_s为回波强度，τ_s为时间常数。