[实用新型]一种大量程高速高精度激光测距系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光测距设备制造领域，特别涉及一种大量程高速高精度激光测距系统。

背景技术

随着当代电子技术的不断发展及普及，测距产品在日常生活以及工业控制领域的应用日益广泛，精度以及量程作为测距仪的重要性能指标越来越受到市场的重视，业内为提升测距仪这两项指标而使出的手段也是层出不穷，多种多样。

传统的测距方法有测远标定法，双光路误差抵消法，放大电路AGC法，AGC即为Automatic Gain Control(自动增益控制)。测远标定法在硬件电路上以提高量程作为电路目标，主要以提高发射功率，采用较大且固定的接收放大增益，来达到提高测程的目的，但远距离虽然测到了，但近距离或者高反射时信号出现饱和失真，展宽失真等，此时测距误差较大，最终只能通过软件多点标定的办法来弥补不足，但在高低反射物间切换扔存在较大误差。双光路误差抵消法是在标定法的基础上采用APD(Avalanche photodiode雪崩光电二极管)增益调整或LD(激光二极管)功率调整来保证近距离或高反射情况下信号不会出现饱和失真等问题，同时外光路增益改变时内光路基准能同步改变增益从而抵消增益调整带来的误差，做到既保证信号调整又不失去精度。但往往在实际应用中，只调整APD增益是远远不够的，信号在极限情况下的差异还是过大，不能满足超大量程，高精度的要求。放大电路AGC法，此方式在双光路法的基础上，在接收放大电路上做一级AGC电路来实现增益调整度扩大，同样的由于近距离或者高反时，在前级跨阻部分信号已经出现饱和、展宽，后级AGC已经失去作用，表现出的性能依然不能满足要求。

由于测量精度和量程在测距仪的性能表现上基本上是矛盾的关系，原因一，测量距离近信号信噪比较高，精度高，测量距离远信号信噪比较差，精度差。原因二，为了增加测程，将发射功率提高同时将接收电路的增益提高，采用该方法时又会引人另一个问题，那就是距离近的时候由于光信号过强导致的接收信号失真，该问题会导致测距仪的盲区变大。

传统的测距，信号处理方式过于保守，接收信号调整度较小，从而导致测距量程小或者测距精度较差，如何使接收信号调整度大，系统量程最大化，非线性失真最小化使目前激光测距亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种接收信号调整度大，系统量程高，非线性失真小的激光测距系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种大量程高速高精度激光测距系统，其特征在于包括有主控制模块，显示电路模块，键盘电路模块，激光二极管高压驱动电路模块，脉冲激光发射电路模块，雪崩光电二极管光电转换电路模块，前级跨阻电路模块，自动增益控制放大电路模块，时间鉴别电路模块，其中，显示电路模块与键盘电路模块分别与所述主控制模块控制联接，激光二极管高压驱动电路模块与脉冲激光发射电路模块电控联接，激光二极管高压驱动电路模块与所述主控制模块电控联接；雪崩光电二极管光电转换电路模块，前级跨阻电路模块，自动增益控制放大电路模块及时间鉴别电路模块依次电控联接后与所述主控制模块电控联接，在雪崩光电二极管光电转换电路还联接有崩光电二极管高压偏置电路模块，光电二极管高压偏置电路模块与所述主控制模块电控联接。

进一步地，激光二极管高压驱动电路模块包括带有反馈控制的发射高压驱动电路，该电路使用PWM芯片构成BOOST升压电路，所述主控制模块通过控制反馈回路中的电压值来实现发射高压值的调节。

进一步地，雪崩光电二极管高压偏置电路模块包括由主控制模块控制的BOOST升压电路，主控制模块通过输出不同占空比的PWM波形控制BOOST升压电路的高压值的调节。

进一步地，前级跨阻电路模块包括使用前级跨阻芯片将雪崩光电二极管转换出的电流信号转换为电压信号的转换电路，在该转换电路中设有多路复用器，所述主控制模块通过控制多路复用器实现跨阻增益调节。

进一步地，自动增益控制放大电路模块包括两个可变增益放大器级联组成的放大电路，通过控制可变增益控制放大器的增益控制引脚调节信号增益倍数。

进一步地，发射高压驱动电路包括有MOSFET管，PWM芯片，MOSFET管为N沟道MOSFET管FDC2512，PWM芯片为紧凑型的BOOST升压电路控制器MAX1523。

进一步地，雪崩光电二极管高压偏置电路包括有MOSFET管，高速开关二极管，MOSFET管为N沟道MOSFET管BSS123，高速开关二极管采用BAV99。