CN102679948A - 一种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法，可用于扩展高重频激光测距仪的作用范围。本发明通过采用选通开关，使得高重频主波脉冲序列中不同位置的主波脉冲进入不同的测时电路，用于触发测时距离的计时器；对于不同的测时电路，根据其接收到的主波的测距范围，在接收到主波后设置一段屏蔽的时间间隔，屏蔽掉非该主波的回波；该方法能扩展的作用范围和激光重频相关，理论最大值是激光重频的整数倍，倍数等于激光发射脉冲被分路的数目；这种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法，不仅可以用硬件方式实现，也可以采用软件方式实现，使用全波形记录发射激光和接收激光的测距仪，再采用软件的方法分析处理。

Description

一种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法

技术领域：

本发明涉及一种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法，可用于扩展使用传统测距方式的高重频激光测距仪的作用范围。 

背景技术：

传统的脉冲激光测距仪采用记录发射激光脉冲（定义为主波）和返回激光脉冲（定义为回波）之间的时间间隔进行距离测量。 

如附图1，通过记录主波和回波的时间间隔可以获得测距值，测时电路能够记录主波之后的一个或者几个回波。 

上述测距方式在回波检测到回波之前不允许出现2个或以上的主波，否者测时电路会测量回波之前的最后一个主波。因此，这种测距方式理论上能够测量的最大时间间隔小于发射的激光主波之间的间隔，也就是说其最大作用距离限制于激光发射频率，频率越高，作用距离越小。当激光的发射频率越来越高时，要求的作用距离又不能减小时，这种矛盾就更突出了。 

因此，本发明设计了一种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法，让激光的发射频率不再是限制作用距离的绝对因素。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法，解决技术问题？让激光的发射频率不再是限制作用距离的绝对因素。 

本发明采用硬件方案实现。采用硬件实现的计数方案主要包括：激光源和测时电路之间的多路选通开关；N个测时电路，N根据需要扩展的测距范围和 式（2）计算出；每一个测时电路需要屏蔽时间逻辑。 

1.选通开关 

选通开关的作用是，实现将激光源发出的高频主波触发脉冲序列中的相连脉冲分别选通进不同的测时电路，从而降低每一个测时电路接收到的主波脉冲的频率，如附图2所示。因为对于每一个测时电路，在接收到触发该测时电路的主波对应的回波之前，不容许另外的主波触发该测时电路。因此，其最大的极限测距距离为其接收到的主波脉冲频率。通过选通开关，降低了每一个测时电路接收到的主波脉冲的频率，从而增加了每一个测时电路的测距范围。 

2.测时电路 

测时电路与传统的激光测距仪测时电路相同，在接收到主波触发信号后，计时器开始计时；接收到一个回波后，测时电路停止计时。将计时器里的时间带入式（1）即可计算出该主波测到的距离。 

3.屏蔽时间逻辑 

对于每一个测时电路，其接收到的主波只是激光源发出的全部主波的一部分。但是，由于所有的测时电路共用一个回波探测器，因此，每一个测时电路会接收到所有的回波。如附图2所示，测时电路1在接收到主波脉冲3之后计时器开始计时，如果不设置一段屏蔽时间，则在接收到回波2后计时器停止计时。显然，根据计时器的值算出的距离是错误的。如果根据测时电路的测距范围，在接收到主波触发信号后，设置一段屏蔽时间，如附图2所示，屏蔽掉了回波2后，正确接收到了回波3。屏蔽时间逻辑可以设置为在屏蔽时间间隔内，计时器不响应任何回波信号。 

5.本发明的优点 

本发明只需对传统的测距仪进行简单改进即可实现，主要改进是增加了主 波选通开关，多个测时电路，对每一个测试电路在接收到主波触发信号后设置一段屏蔽时间。因此本发明结构简单，易于实现。 

附图说明：

图1为传统脉冲激光测距方式示意图。 

图2为为本发明的原理图。 

具体实施方式：

下面根据附图2给出本发明一个较好实施例子，以便进一步给出本发明的技术细节，使能更好地说明本发明的结构特征和功能特点，但不是用来限定本发明的保护范围。 

***硬件构成： 

激光源，激光源是每一种主动测距仪的最重要部件，这里关注的指标是最高重复频率。重复频率越高，在单位时间内能获得的距离数据越多。对于传统的测距仪，高的重复频率同时也限制了测距的范围。 

选通开关，将主波序列中的相连脉冲选通到不同的测时电路中。 

测时电路，用于测量主波和回波之间的时间，从而计算出测量距离。 

本发明的具体实施方案如下： 

1.参阅附图2，在第2个主波发出之前，回波还没有回来，因此，如果直接将信号送入第一个测时电路，将会测量第2个主波和第1个回波的时间间隔，出现激光脉冲测量混叠的情况，计算出错误的测距值。 

2.在附图2中，主波分成了2路，分别通过选通开关，第1路允许通过主波1、主波3、主波5等，第2路允许通过主波2、主波4、主波6等，则在要测量的主波和回波之间只保留了一路正确的主波，见附图2，分路之后测量时第1个主波可以直接测量到正确值，第2个主波之后会出现两个回波，回波2 才是正确的回波信号，因此，需要根据要求测量的范围在主波之后设置一段屏蔽的时间间隔，如图中虚框所示，这样就可以消除高重频激光脉冲测量混叠的情况，得到正确的测距值，此时扩展的范围是2倍的激光脉冲间隔，如果需要扩展更多倍，则可将主波分成更多路。 

Claims (2)

1.一种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法，其特征在于：对激光发射脉冲进行开关选通控制，依次进入不同的测时电路，同时，对于每一个测时电路，在接收到主波触发信号后，需要根据其测距范围设置一段屏蔽时间，屏蔽掉不属于触发该测时电路的主波对应的回波信号；设测时电路数目为N，即激光发射脉冲被分路的数目，激光脉冲重复频率为f。则发送第一主波后，该主波会触发第一路测量电路的定时器，通过选通开关，后面的N-1个主波不会触发第一路测量电路的定时器，而是分别触发其余的N-1路测量电路的定时器，对于第一路测量电路，在接收到主波触发信号后，根据其测量的距离范围，设置一段屏蔽时间间隔，屏蔽掉不属于触发该测量电路的主波对应的回波，因此，触发第一路测量电路的主波和相应的回波的最大时间间隔可以达到Nτ，τ＝1/f；激光脉冲重复频率为f，光速为c，对应的可以测量的最大距离D2是：

$D2=\frac{\mathrm{Nc}}{2f}---\left(1\right)$

2.根据权利要求1所述的一种消除高重频激光测距脉冲混叠的方法，其特征在于：所述的方法不仅可以用硬件方式实现，还可以在全波形记录发射激光和接收激光的测距仪中通过软件方式实现。

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