本發(fā)明屬于光電測(cè)距領(lǐng)域，特別涉及一種激光測(cè)距的校準(zhǔn)方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著激光測(cè)距技術(shù)的發(fā)展，掌上型距離測(cè)量裝置已在短距離測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。其測(cè)量基于測(cè)相位差原理，利用調(diào)制的激光光束照射被測(cè)目標(biāo)，激光光束經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后折回，將激光光束往返過(guò)程產(chǎn)生的相位變化換算成被測(cè)目標(biāo)的距離，目前一般采用內(nèi)外光路的相位差補(bǔ)償原理消除電路系統(tǒng)的附加相移，確保測(cè)量數(shù)據(jù)不受外界環(huán)境因素影響。

目前在實(shí)際測(cè)量時(shí)，發(fā)射端通過(guò)多次操作，逐一發(fā)射波長(zhǎng)等數(shù)倍遞減的多條光束，即采用多把測(cè)量尺來(lái)實(shí)現(xiàn)粗測(cè)、中測(cè)和精測(cè)，從而得到最終的測(cè)量結(jié)果；在每種波長(zhǎng)的光束發(fā)射過(guò)程中，均實(shí)現(xiàn)一次內(nèi)外光路的轉(zhuǎn)換，就得到的兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行相位比較，完成該把測(cè)量尺的校準(zhǔn)，通過(guò)多次轉(zhuǎn)換后，即可得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。然而在實(shí)際的操作中，存在以下兩個(gè)問(wèn)題：

（1）由于不停的在內(nèi)外光路中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換完成后，需對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定進(jìn)行等待；

（2）為完成校準(zhǔn)，需保證進(jìn)入內(nèi)光路和外光路的光波的初始相位相同，現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)等周期切換來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的，這就增加了額外的等待時(shí)間；

上述兩個(gè)問(wèn)題，使得整個(gè)操作過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，用戶體驗(yàn)度差。

鑒于上述現(xiàn)有的測(cè)距裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品工程應(yīng)用多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種激光測(cè)距的校準(zhǔn)方法及裝置，使其更具有實(shí)用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明中提供了一種激光測(cè)距的校準(zhǔn)方法及裝置，通過(guò)增設(shè)一混頻裝置，達(dá)到切換頻點(diǎn)時(shí)記錄并排除初始相位信息的目的，極大的減少了系統(tǒng)在切換內(nèi)外光路時(shí)激光發(fā)射器件對(duì)電路系統(tǒng)帶來(lái)的沖擊響應(yīng)，并有效的大幅度減少測(cè)量時(shí)間，增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性，適合于系統(tǒng)在高速、高精度測(cè)量中的應(yīng)用。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種激光測(cè)距的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、發(fā)射RF高頻信號(hào)和LO本振信號(hào)；RF高頻信號(hào)中的一路通過(guò)外光路或內(nèi)光路后與LO本振信號(hào)進(jìn)行混頻，另一路則直接與LO本振信號(hào)進(jìn)行混頻；

B、兩路信號(hào)的混頻同步進(jìn)行，其中，通過(guò)內(nèi)光路或外光路的混頻信號(hào)包含RF高頻信號(hào)和LO本振信號(hào)的初始相位信息和相移信息，另一路信號(hào)包含RF高頻信號(hào)和LO本振信號(hào)的初始相位信息；

C、對(duì)步驟B中的兩路混頻信號(hào)進(jìn)行處理，排除初始相位信息，得到包含相移信息的信號(hào)；

D、對(duì)內(nèi)外光路進(jìn)行切換后，重復(fù)步驟A~C；

E、對(duì)步驟C和D的結(jié)果進(jìn)行比較，得到相位差，并將相位差轉(zhuǎn)換成距離后輸出測(cè)量結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟D中切換通過(guò)電性控制或機(jī)械控制實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，步驟C中的信號(hào)處理包括信號(hào)的放大。

進(jìn)一步地，通過(guò)外光路或內(nèi)光路的RF高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換。

一種激光測(cè)距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括：

發(fā)射裝置，包括RF高頻信號(hào)發(fā)射端和LO本振信號(hào)發(fā)射端；

第一混頻裝置，通過(guò)兩個(gè)端口分別與發(fā)射裝置的RF高頻信號(hào)發(fā)射端和LO本振信號(hào)發(fā)射端連接；

第二混頻裝置，通過(guò)兩個(gè)端口分別與內(nèi)光路和外光路的輸出端和發(fā)射裝置的LO本振信號(hào)發(fā)射端連接，其中內(nèi)光路和外光路的輸入端分別與發(fā)射裝置的RF高頻信號(hào)發(fā)射端連接；

控制端，其輸入端分別與第一混頻裝置和第二混頻裝置的輸出端連接，并輸出測(cè)量結(jié)果。

進(jìn)一步地，該裝置還包括放大裝置，用于對(duì)混頻后的信號(hào)進(jìn)行放大，并輸送至控制端。

進(jìn)一步地，第一混頻裝置為電子混頻器。

進(jìn)一步地，第二混頻裝置為光電轉(zhuǎn)換裝置。

進(jìn)一步地，發(fā)射裝置包括兩振蕩器，分別用于發(fā)射RF高頻信號(hào)和LO本振信號(hào)。

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果：

通過(guò)設(shè)置兩個(gè)混頻裝置并行工作，并通過(guò)控制端對(duì)兩混頻裝置的輸出信號(hào)進(jìn)行相減，達(dá)到切換頻點(diǎn)且排除發(fā)射端初始相位信息的目的，解決了在激光測(cè)距中因信號(hào)初始相位不同而頻繁切換內(nèi)外光路所帶來(lái)的問(wèn)題，提高了測(cè)量的效率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種距離測(cè)量裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式撰寫。

一種激光測(cè)距的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、發(fā)射RF高頻信號(hào)和LO本振信號(hào)；RF高頻信號(hào)中的一路通過(guò)光電轉(zhuǎn)換后，由電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過(guò)外光路或內(nèi)光路反射，反射后再通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，由光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后與LO本振信號(hào)進(jìn)行混頻，另一路則直接與LO本振信號(hào)進(jìn)行混頻；

B、兩路信號(hào)的混頻同步進(jìn)行，其中，通過(guò)內(nèi)光路或外光路的混頻信號(hào)為包含RF高頻信號(hào)和LO本振信號(hào)的初始相位信息和相移信息的光電混頻信號(hào)，另一路信號(hào)為包含RF高頻信號(hào)和LO本振信號(hào)的初始相位信息的電子混頻信號(hào)；

C、對(duì)步驟B中的兩路混頻信號(hào)進(jìn)行放大后，采用相減的方式排除初始相位信息，得到包含相移信息的信號(hào)；

D、對(duì)內(nèi)外光路進(jìn)行切換后，重復(fù)步驟A~C；

E、對(duì)步驟C和D的結(jié)果進(jìn)行比較，得到相位差，并將相位差轉(zhuǎn)換成距離后輸出測(cè)量結(jié)果。

上述過(guò)程中，可在內(nèi)光路或外光路內(nèi)所有波長(zhǎng)的測(cè)量尺測(cè)量完成后，再切換光路，減少了由于不停的在內(nèi)外光路中進(jìn)行切換來(lái)完成同波長(zhǎng)的測(cè)量尺相位比較時(shí)所需的系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間；因?yàn)榕懦顺跏枷辔恍畔?，使得測(cè)量過(guò)程不再受到初始相位不同的困擾，則無(wú)需通過(guò)等周期的方式來(lái)獲得相同的初始相位。

本實(shí)施例中，通過(guò)機(jī)械控制方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)外光路的轉(zhuǎn)換。

本實(shí)施例中的激光測(cè)距的校準(zhǔn)裝置，如圖1所示，包括：

發(fā)射裝置，包括振蕩器和兩光波發(fā)射裝置，振蕩器包括RF高頻信號(hào)發(fā)射端和LO本振信號(hào)發(fā)射端，振蕩器所產(chǎn)生的RF高頻信號(hào)中的一路在分別通過(guò)第一光波發(fā)射裝置或第二光波發(fā)射裝置后，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后，經(jīng)過(guò)內(nèi)光路或外光路到達(dá)混頻裝置；

電子混頻器作為第一混頻裝置，通過(guò)兩個(gè)端口分別與振蕩器的RF高頻信號(hào)發(fā)射端和LO本振信號(hào)發(fā)射端連接；

光電轉(zhuǎn)換裝置作為第二混頻裝置，通過(guò)兩個(gè)端口分別與內(nèi)光路和外光路的輸出端和所述發(fā)射裝置的LO本振信號(hào)發(fā)射端連接，其中內(nèi)光路和外光路的輸入端分別與振蕩器的RF高頻信號(hào)發(fā)射端連接；

電子混頻器和光電轉(zhuǎn)換裝置的信號(hào)輸出端分別與放大裝置連接，放大裝置的輸出端與控制端連接，由控制端進(jìn)行相位比較后輸出測(cè)量結(jié)果。

本實(shí)施例中控制端為鑒相器，接收兩組信號(hào)后進(jìn)行相位比較，輸出消除基底的相位差信號(hào)；光電轉(zhuǎn)換裝置可以為光電二極管、光電三極管、APD、光電倍增管等，電子混頻器可以為光電二極管、光電三極管、APD、光電倍增管等具有混頻功能的裝置。

在測(cè)量中，內(nèi)外光路中每種波長(zhǎng)的信號(hào)均作為一把測(cè)量尺，每把測(cè)量尺所測(cè)得的值中，整周期部分被忽略，剩余的部分作為后續(xù)比較的依據(jù)，原有的校準(zhǔn)方法中，通過(guò)等周期切換來(lái)保證進(jìn)入內(nèi)光路和外光路的光波的初始相位相同，從而實(shí)現(xiàn)相位的比較，本實(shí)施例通過(guò)設(shè)置電子混頻器與光電轉(zhuǎn)換裝置并行工作，并通過(guò)鑒相器對(duì)光電轉(zhuǎn)換裝置和電子混頻器所發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行相減，達(dá)到切換頻點(diǎn)且排除發(fā)射端初始相位信息的目的，這使得任意初始相位的信號(hào)的初始相位信息均得到保留，并通過(guò)相減的方式實(shí)現(xiàn)初始相位的歸零，減少了為實(shí)現(xiàn)等周期這一目的所消耗的等待時(shí)間，且通過(guò)這樣的方法不需要對(duì)同一把測(cè)量尺均實(shí)現(xiàn)一次內(nèi)外光路的轉(zhuǎn)換，可將不同頻率的內(nèi)光路和外光路信號(hào)一次性發(fā)射完成后再進(jìn)行切換，這個(gè)過(guò)程減少了由于不停的在內(nèi)外光路中進(jìn)行切換所需的系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。