[发明专利]具有接收器链的电光飞行时间测距仪

权利要求书

1.一种根据飞行时间原理的电光测距仪，所述电光测距仪具有用于从接收到的光脉冲生成数字信号的接收器链、以及用于对所述数字信号进行数字信号处理的电子处理器，其中，所述数字信号处理包括波形数字化、根据采样点值的信号重构以及所述接收到的光脉冲的时间延迟的确定，所述接收器链接连地包括

·光电检测器

·增益级，特别是跨阻抗放大器或电流模式电子器件，所述增益级用于将来自所述光电检测器的与所述接收到的光脉冲相关联的输入电流转换成模拟输出，

·带通或低通滤波器，以及

·模数转换器，作为所述带通或低通滤波器之后的至少一个接收器链部件，所述模数转换器用于提供数字信号，

其特征在于

所述数字信号提供光强度和时间延迟与电信号形状和时间延迟的明确关系，为此，所述光电检测器、所述增益级以及所述模数转换器彼此自适应，使得即使所述增益级示出非线性时不变响应或者明确定义的时不变饱和响应，所述带通或低通滤波器之后的任何接收器链部件、其中的所述模数转换器在其线性工作范围内也仍保持不限幅。

2.根据权利要求1所述的电光测距仪，其中

所述数字信号处理包括：

·提取至少一个特有信号特征，

·借助于信号插值向所提取的特征加时间戳，以及

·直接或间接地基于相符的时间戳来确定所述接收到的光脉冲的所述时间延迟。

3.根据权利要求2所述的电光测距仪，其中

所述数字信号处理包括：在提取特有信号特征之前，向所述数字信号应用数字线性算子。

4.根据权利要求3所述的电光测距仪，其中

所述数字线性算子模仿恒比鉴别器和/或近似一阶导数。

5.根据权利要求3或4所述的电光测距仪，其中

所述数字线性算子被配置成消除信号偏移。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的电光测距仪，其中

所述特有信号特征是所述数字信号的m阶导数的过零点，特别是其中，m为0、1或2。

7.根据权利要求3至6中的任一项所述的电光测距仪，其中

所述特有信号特征是所述数字线性算子的输出的m阶导数的过零点，特别是其中，m为0、1或2。

8.根据权利要求2至7中的任一项所述的电光测距仪，其中

所述数字信号处理包括：经由向通过直接或间接地基于所提取的特有信号特征的所述时间戳的第一加权和对脉冲位置进行的估计应用加性校正，来进行距离走动校正，其中，所述加性校正是以直接或间接地基于所述时间戳的第二加权和为基础的。

9.根据权利要求2至8中的任一项所述的电光测距仪，其中

所述数字信号处理包括基于两个所提取的特有特征的时间戳的差的距离走动校正。

10.根据权利要求2至9中的任一项所述的电光测距仪，其中

所述数字信号处理包括：基于所述至少一个特有信号特征来确定脉冲强度。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的电光测距仪，其中

所述信号重构是基于信号插值的。

12.根据前述权利要求的任一项所述的电光测距仪，其中

所述带通或低通滤波器被设计为将信号带宽限制到奈奎斯特频率。

13.根据前述权利要求的任一项所述的电光测距仪，其中

所述电子处理器被配置成提供关于以下项的区分：所述增益级是否示出所述非线性时不变/明确定义的时不变饱和响应，或者所述增益级是否处于所述增益级的基于所述数字信号、特别是根据权利要求2的所提取的信号特征的线性工作范围内，并且所述电子处理器被配置成根据所述区分来提供所述数字信号处理的自适应。