[发明专利]多频同步调制的大量程高精度快速激光测距方法与装置

摘要

本发明属于激光测距技术领域，特别是一种基于多频同步调制的大量程高精度快速激光测距方法与装置。本发明在激光发射单元将多频调制信号进行特性预补偿加权求和合成后对激光器功率进行调制实施测距，同时在接收时采用了与该调制方法相对应的同步带通滤波选频测相的方式进行信号处理，变现有的多频串行异步调制测距模式为并行同步调制测距模式。采用本发明的方法与装置可以在同一时刻得到多频调制测距中各测尺频率的测距结果，进而得到最终测距值，保证了测距速度和实时性。一方面实现了在保证测量精度和大量程的基础上对目标距离进行快速测量，另一方面避免了对运动目标测距时采用多频分时测量因目标位置变化引起的测距误差。

主权项

1、一种多频同步调制的大量程高精度快速激光测距方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)采用多种测尺频率f₀，f₁，f₂...f_n对目标进行测距，测尺频率采用直接测尺频率选择的方法，取f₀＝mf₁＝mf₂＝...＝mf_n，则测距精度ΔD₀＝mΔD₁＝mΔD₂＝...＝mΔD_n，测程D₀＝1/mD₁＝1/mD₂＝...＝1/mD_n，m值为100至1000；(2)根据上述测尺频率f₀，f₁，f₂...f_n选取正弦信号并进行加权求和合成处理，得到其中：E_t为最终合成的调制信号，A为正弦信号幅度，_i为正弦信号的初始相位，然后采用该信号对激光器功率进行调制并对目标实施测距；(3)经目标反射的回光信号经光电转换电路后得到电信号为：其中：k_i为接收电路对频率为的转换增益，φ_i为调制频率为f_i的光信号经目标反射后产生的相位延迟，处理电路对信号E_r采用多路并行带通滤波选频处理得到各信号分量，同时测得各信号与发射信号的相位延迟φ_i，进而同时求得各测尺频率的测距结果最后通过数据融合处理求得最终测距结果D。