[发明专利]基于液体透镜的调频连续波激光测距双光束快速聚焦方法

摘要

本发明公开了一种基于液体透镜的调频连续波激光测距双光束快速聚焦方法，在目标点定位过程中通过粗糙、中调、微调三步搜索算法实现红色引导激光的快速聚焦，在调频连续波测量激光自动聚焦中根据红色引导激光与调频连续波激光之间参数的关系，确定补偿参数，由此可根据目标点定位阶段红色引导激光聚焦时液体透镜的驱动电流值计算出此位置处使调频连续波测量激光聚焦的驱动电流值，无需使用其他红外感应器件对处于红外波段的调频连续波激光的最小聚焦光斑位置进行搜索寻找，极大地降低了系统复杂度，并且节省了调频连续波测量激光的聚焦时间，能够实现由定位阶段转向测量阶段后调频连续波激光的直接快速聚焦。

主权项

一种基于液体透镜的调频连续波激光测距双光束快速聚焦方法，其特征在于：将红色引导激光和调频连续波测量激光耦合进同一光纤合成一束光，该光束进入一液体透镜单元，该液体透镜单元包括孔径光阑，该孔径光阑将光束限制在光学系统近轴区域，利用红色引导激光和调频连续波测量激光分时聚焦，最终实现自动聚焦；具体步骤如下：步骤一、红色引导激光自动聚焦实现待测目标点的定位，包括：1‑1、液体透镜驱动电流粗调：液体透镜驱动电流以步长Icoarse递减，设第n次驱动电流值为In＝In‑1‑Icoarse    (1)式(1)中，In为液体透镜驱动电流调节过程中的第n次液体透镜驱动电流值，In‑1为液体透镜驱动电流调节过程中的第n‑1次液体透镜驱动电流值，Icoarse为液体透镜驱动电流的调节步长；对不同液体透镜驱动电流下相机捕捉到的图像中的红色引导激光聚焦光斑的大小Sn进行比较，随着液体透镜驱动电流的减小红色引导激光聚焦光斑的大小会出现先减小后增大的趋势，当从某一点n1开始出现Sn1‑1＞Sn1，Sn1+1＞Sn1时，液体透镜驱动电流停止减小，此时，透镜驱动电流为In1，其中Sn1‑1，Sn1，Sn1+1分别为第n1‑1次，第n1次，第n1+1次调节液体透镜驱动电流值时红色引导激光聚焦光斑的大小；1‑2、液体透镜驱动电流中调：液体透镜驱动电流以In1‑Icoarse为起点，以步长Imid递减，Imid＜Icoarse，当从某一点n2开始出现Sn2‑1＞Sn2，Sn2+1＞Sn2时，液体透镜驱动电流停止减小，此时，透镜驱动电流为In2；1‑3、液体透镜驱动电流微调：液体透镜驱动电流以In2‑Imid为起点，以步长Ifine递减，Ifine＜Imid，当从某一点n3开始出现Sn3‑1＞Sn3，Sn3+1＞Sn3时，液体透镜驱动电流停止减小，此时，透镜驱动电流为In3；将该液体透镜驱动电流In3输出给液体透镜；步骤二、调频连续波测量激光最佳聚焦时液体透镜驱动电流I’，I’＝In3+A    (2)式(2)中，A为一常数值，在红色引导激光波长为658nm，调频连续波测量激光波长为1550nm时，A＝32.4nm；步骤三、将步骤二确定的液体透镜驱动电流I’输出给液体透镜，实现调频连续波测量激光自动聚焦。