[发明专利]三维激光扫描仪电信号通道延时自校准方法

说明书

本发明提供一种三维激光扫描仪电信号通道延时自校准方法，通过靶标与发射通道和接收通道间绝对距离，计算出发射脉冲与接收脉冲的时间差，该时间差与参考脉冲与发射脉冲之间固定延时相加得到绝对时间作为基准；数据处理模块向发射模块发出指令，控制发射模块发出脉冲激光，同时脉冲激光发射一束参考光束至模拟放大模块作为参考信号；脉冲激光经扫描机构照射在靶标表面，漫反射返回的光信号经扫描机构进入接收通道会聚在模拟探测放大模块表面感光元件，光信号经模拟探测放大模块输出不同通道的电信号至数据处理模块；数据处理模块将不同通道的电信号与绝对时间进行对比，校准不同通道电信号的延时。

技术领域

本发明涉及能见度仪领域，尤其是涉及一种三维激光扫描仪电信号通道延时自校准方法。

背景技术

三维激光扫描仪测距范围能够涵盖近处几米到远处几百米，甚至几千米，完全得益于三维激光扫描仪通过多个通道实现信号运放、采集和处理，应对较宽的动态范围信号。然而，在数据采集过程中，采集的回波光信号转换为电信号后，经过多个不同通道的放大电路传输至后端进行数据处理，电信号在传输过程中势必会造成各个通道间存在一定的延时，而且，随着环境温、湿度等因素的变化，各通道的延时量还可能发生变化，从而影响三维激光扫描仪的测距精度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三维激光扫描仪电信号通道延时自校准方法，解决随着环境温、湿度等因素的变化，各通道的延时量还可能发生变化，从而影响三维激光扫描仪的测距精度的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种三维激光扫描仪电信号通道延时自校准方法，S1、在三维激光扫描仪工作视场角以外的设备内部扫描反射镜反射激光可以扫过的角度位置安装固定反射靶标，靶面与靶心位置光线垂直；

S2、靶面与APD感光面之间光程距离d₁是固定不变的，扫描仪坐标系原点与靶面之间的距离d₂是固定不变的，发射脉冲与接收脉冲之间的时间差对应的光程距离d₃也应该是固定不变的；

根据这个特点，可以在扫描仪工作开始时或工作过程中根据需要，实时测量获取d₁、d₂、d₃；

S3、实时标校各通道的延时参数，既确保各通道测距离基准的一致性，也确保通道之间距离测量的一致性；

S4、通过靶标与发射通道和接收通道间绝对距离，计算出发射脉冲与接收脉冲的时间差，该时间差与参考脉冲与发射脉冲之间固定延时相加得到绝对时间作为基准；

S5、在设备开机时，数据处理模块向扫描机构发出指令，使扫描机构停止在出射激光经扫描机构照射在靶标处；

数据处理模块向发射模块发出指令，控制发射模块发出脉冲激光，同时脉冲激光发射一束参考光束至模拟放大模块作为参考信号；

脉冲激光经扫描机构照射在靶标表面，漫反射返回的光信号经扫描机构进入接收通道会聚在模拟探测放大模块表面感光元件，光信号经模拟探测放大模块输出不同通道的电信号至数据处理模块；

数据处理模块将不同通道的电信号与绝对时间进行对比，校准不同通道电信号的延时。

优选方案中，设备通电开机后，数据处理模块向扫描机构发出指令，使扫描机构停止在出射激光经扫描机构照射在靶标处；

数据处理模块向发射模块发出指令，控制发射模块发出脉冲激光，同时脉冲激光发射一束参考光束至模拟放大模块作为参考信号，数据处理模块实时控制发出脉冲激光功率，由高往低实时调节；

脉冲激光经扫描机构照射在靶标表面，漫反射返回的回波光信号经扫描机构进入接收通道会聚在模拟探测放大模块表面感光元件，光信号经模拟探测放大模块进行光电转换处理，输出不同通道的电信号至数据处理模块；