CN104483675A - 自适应激光测距装置及其测距方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了激光测距领域内的一种自适应激光测距装置包括：激光接收器、激光发射器、信号处理器、显示器、对外接口、光电探测器电源、发射器电源，自适应测距方法通过调节光电探测器工作电压与电路增益，实现气温与背景的自适应；通过调节电路增益和激光功率，实现目标反射信号强弱的自适应；通过波形滤波方法，滤除与设定目标信号波形特性不一致的噪声或干扰信号，实现恶劣天气工作的自适应；通过噪声确定的阈值判断目标信号，实现多目标测距功能，最终实现在任何规定的环境下，满足测程和测量精度的要求，该测距方法可用于各种激光测距仪中。
Description
技术领域
本发明涉及一种测距装置，特别涉及一种激光测距装置。
背景技术
随着新型激光器的诞生，多脉冲激光测距成为一种新的测距技术。专利ZL200410060408.4，阐述了利用脉冲二进制累积方法进行测距的技术，测距能力比以往单脉冲激光测距机有较大提高。申请号为200710139189.2的专利阐述了利用视频累积方法进行测距的技术，测距能力又有新的提高。但两个专利都没有提到对环境自适应的技术方法。从军事应用的角度，除了测程要求外，还有可靠性的要求，环境适应能力是可靠性的一个重要方面，即要求：（1）能适应较宽的工作温度范围，如零下五十度和零上七十度条件下可靠工作；（2）在雨天雾天工作时不出现测量距离错误；（3）在强烈的背景杂光下工作，不出现测量距离错误；（4）在目标距离近、目标反射率高、能见度又好的条件下工作，不出现距离精度超差的现象；（5）具有多目标测距功能。显然，目前现有的工业用和民用激光测距装置，都不具备苛刻环境的自适应能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可测距离远、具有多目标测距功能，同时又具有苛刻环境自适应能力的激光测距装置及其测距方法。
本发明的目的是这样实现的：一种自适应激光测距装置及其测距方法，所述测距方法，包括以下步骤：
（1）激光接收器接收目标反射的激光信号，获得噪声与目标信号的混杂信号；
（2）对混杂信号进行数字转换，得到数字混杂信号；
（3）存贮数字混杂信号；
（4）对数字混杂信号进行累积，得到累积信号；
（5）对累积信号进行数字滤波处理，得到数字滤波信号；
（6）判断数字滤波信号中是否有信号大于等于阈值V TH ，将大于阈值V TH 的信号作为目标信号；
（7）根据目标信号的时间地址，分别计算每一目标距离；
（8）将目标距离值送显示器显示，或存储起来，或通过对外接口输出；
（9）如果不存在大于阈值V TH 的目标信号，那么，输出或显示无目标信号；
所述测距装置包括：
激光接收器，用于接收目标反射的脉冲激光信号，并将激光信号转换成电信号，将电信号放大后，输出目标信号与噪声的混杂信号，同时实现信号增益的控制；
激光发射器，用于按设定的数量和方式发射脉冲激光；
信号处理器，用于发生激光测距装置工作时序和执行本发明的自适应测距方法；
显示器，用于显示距离值；
对外接口，用于外接工作电源和输出距离值；
光电探测器电源，用于为光电管提供工作电源，同时通过光电探测器工作电压的调节，实现对信号增益的控制；
发射器电源，用于为激光发射器提供工作电源，同时实现对激光发射器输出功率的调节；
所述的信号处理器分别与激光接收器、激光发射器、显示器、对外接口、光电探测器电源、发射器电源相连接，所述的光电探测器电源与激光接收器相连接，所述的发射器电源与激光发射器相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明中测距装置运用自适应测距方法，通过调节光电探测器工作电压和电路增益，实现气温与背景光的自适应；通过调节电路增益和调节激光功率，实现信号强弱的自适应；通过波形滤波方法，滤除与设定目标信号波形特性不一致的噪声或干扰信号，实现恶劣天气工作的自适应；通过信噪比确定的阈值判断目标信号，实现多目标测距功能；最终保证激光测距装置在任何要求的环境下，满足要求的测程和测量精度指标。本发明可用于距离测量中。
作为本发明的进一步限定，步骤（1）之前还包括：
（1a）设定发射激光脉冲数量M；
（1b）将M分成若干组N1、N2、……Nn（n＞2）；
（1c）激光发射器按组发射脉冲激光；
步骤（3）之前还包括：
（3a）设定噪声量值范围和信号量值范围；
（3b）判断数字混杂信号量值是否超出设定的噪声量值范围，如果实际噪声超出设定的噪声量值范围，则调节光电探测器工作电压或电路增益，使数字混杂信号量值在设定的噪声量值范围内；
（3c）判断数字混杂信号幅度是否超出设定的信号量值范围，如果数字混杂信号幅度超出设定的信号量值范围，则调节电路增益或激光功率，使信号幅度在设定的信号量值范围内；
步骤（5）之前还包括：
（5a）预先设定目标信号的波形特性和滤波方案；
（5b）滤除与设定目标信号的波形特性或滤波方案不一致的噪声或干扰信号；
步骤（9）之前还包括：
（9a）如果不存在大于阈值V TH 的目标信号，那么，判断已经发射的激光脉冲数量是否小于设定发射脉冲数M，如果发射的激光脉冲数量小于设定发射脉冲数M，就继续发射脉冲激光，然后重复步骤（1）～（8）的操作。
作为本发明的进一步限定，步骤（6）的阈值V TH 满足公式（Ⅰ) 、公式（Ⅱ)和公式（Ⅲ）：
…………………………………（Ⅰ)
…………………………………（Ⅱ)
VTH=Vn×TNR……………………………………………（Ⅲ)
式中：FAR为误报率；Ns为一帧数据的采样数；erf为误差函数；Pd为探测概率；SNR为信噪比；TNR为阈噪比；Vn为噪声数据。
作为本发明的进一步限定，所述激光接收器包括：光电探测器、信号放大器、负载调节器、增益控制器，所述的光电探测器同时与信号放大器和负载调节器相连接，信号放大器与增益控制器相连接；负载调节器包括：固定负载、负载阵列和开关阵列，固定负载与负载阵列并联，负载阵列包括一个或一个以上并联的负载，开关阵列包括一个或一个以上并联的电子开关，负载阵列中的负载分别与开关阵列中的开关对应串接；开关阵列可以是集成电子开关阵列，也可以是分立晶体管、场效应管、MOS管组成的开关阵列。本发明的激光接收器的有益效果在于：采用光电探测器信号源负载切换和放大电路增益控制相结合的方法，特别是负载切换方法，可使信号幅度在源头上得到控制，避免只是后级控制增益存在控制局限的现象出现，使信号幅度在任何条件下都不会超出设定的信号量值范围，也使散射信号得到有效衰减，从而确保了近距离测距的功能和距离精度，可以实现激光测距装置最小可测距离为零米。
作为本发明的进一步限定，增益控制器为数字增益控制器，包括：
信号处理器端口，用于输出电压数据；
数模转换器，用于将电压数据转换成模拟电压；
信号放大器及增益控制端，用于控制信号放大器增益；
信号处理器端口与数模转换器相连接；数模转换器的输出与信号放大器增益控制端连接；数模转换器可以是独立的集成数模转换器，也可以是集成在信号处理器内部的数模转换器。本发明的数字增益控制器的有益效果在于：数字增益控制器可实现增益的闭环控制，可严格按照预先设定的算法控制增益，使增益控制更精确和有效。
作为本发明的进一步限定，增益控制器为自动增益控制器，包括：
信号放大器输出端，用于输出随机混杂信号；
频率电压变换器，用于将随机混杂信号转换成直流电压信号；
增益调节器，用于调节增益控制比例；
信号放大器及增益控制端，用于控制信号放大器增益；
信号放大器输出端、频率电压变换器和增益调节器顺序连接。本发明的自动增益控制器的有益效果在于：实现的增益控制电路结构简单，是低成本激光测距装置增益控制的一种选择。
作为本发明的进一步限定，光电探测器电源为数字控制他激式电源，包括：
信号处理器端口，用于输出脉冲驱动信号；
他激式DC/DC变换器，用于将脉冲驱动信号变换成直流电压；
输出电压取样电路，用于对输出电压进行取样；
模数转换器，用于将输出电压取样值变换成数字值；
信号处理器端口，用于读取数模转换器来的输出电压取样值的数据；
信号处理器端口、他激式DC/DC变换器、输出电压取样电路、模数转换器和信号处理器端口顺序连接；所述的模数转换器可以是独立的集成模数转换器，也可以是集成在信号处理器内部的模数转换器，光电探测器电源和发射器电源的电路结构和形式相同。本发明的数字控制他激式电源的有益效果在于：数字控制他激式电源，控制精确和灵活，可以在任何环境下实现最佳值控制，充分发挥激光测距装置的测距潜力，获得测距性能的最优化。
作为本发明的进一步限定，光电探测器电源为都为数字控制自激式电源，包括：
信号处理器端口，用于启动或关断自激式DC/DC变换器；
自激式DC/DC变换器，用于将较低的直流电压转换成较高的直流电压；
分压器，用于对自激式DC/DC变换器输出电压进行分压；
信号处理器端口，用于输出数字电压数据；
数模转换器，用于将信号处理与控制电路的数字电压转换成模拟电压；
信号处理器端口、自激式DC/DC变换器、分压器、数模转换器和信号处理器端口顺序连接，分压器与自激式DC/DC变换器反馈端相连接；所述的数模转换器可以是独立的集成数模转换器，也可以是集成在信号处理器内部的数模转换器；光电探测器电源和发射器电源的电路结构和形式相同。本发明的数字控制自激式电源的有益效果在于：实现的控制方法相对简单，控制精度较高，是低成本较高性能激光测距装置自适应控制方案的一种选择。
作为本发明的进一步限定，发射器电源为模拟调压式自激式电源，包括：
信号处理器端口，用于启动或关断自激式DC/DC变换器；
自激式DC/DC变换器，其输出端用于输出激光发射器所需电压，其反馈端用于调节输出电压；
分压器，用于对自激式DC/DC变换器输出电压进行分压；
信号处理器端口、自激式DC/DC变换器输出端、分压器和自激式DC/DC变换器反馈端顺序连接。本发明的模拟调压式自激式的有益效果在于：实现的控制方法简单，是低成本激光测距装置自适应控制的一种选择。
附图说明
图1为本发明的自适应激光测距方法流程图。
图2为本发明的自适应激光测距装置组成框图。
图3为本发明的激光接收器组成框图。
图4本发明的自适应激光测距装置负载调节器示意图。
图5为本发明的自适应激光测距装置数字增益控制器组成框图。
图6为本发明的自适应激光测距装置自动增益控制器组成框图。
图7为本发明的数字控制他激式光电探测器偏压电源与发射器电源组成框图。
图8为本发明的数字控制自激式光电探测器偏压电源与发射器电源组成框图。
图9为本发明的模拟控制自激式发射器电源组成框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明阐述了一种激光测距方法，并通过本发明的激光测距装置实施这种方法。
本发明的激光测距方法，以“时间换空间”的方法，经对回波信号的多次统计与累加，利用目标信号和噪声在时间上的不相关性，将掩没在噪声中的目标信号凸显出来，从而达到测量远距离的目的。
判断目标信号的标准是按照探测概率和虚警率指标确定的阈值，将大于阈值的信号为目标信号，小于阈值的信号作为噪声而舍弃。阈值定的太高，会把真正的目标信号丢弃，阈值定的太低，会把噪声当作目标，输出错误的距离数据。因此，需要根据环境参数，自动调节光电探测器工作电压、接收增益和激光功率，获得最佳的阈值，同时结合滤波措施，实现准确测距的自适应。
如图1所示的一种自适应测距方法，包括以下步骤：
51设定发射激光脉冲数量M、设定噪声量值范围和信号量值范围；
52将M分成若干组N1、N2、……Nn（n＞2），每组的脉冲数量均等，或者不等，按组发射脉冲激光；
53接收目标反射的激光信号，获得噪声与目标信号的混杂信号；
54对混杂信号进行数字转换，得到数字混杂信号；
55计算数字混杂信号量值，同时判断数字混杂信号量值是否超出设定的噪声量值范围；
56如果数字混杂信号量值超出设定的噪声量值范围，则调节光电探测器工作电压或电路增益，使数字混杂信号量值在设定的噪声量值范围内；
57判断数字混杂信号幅度是否超出设定的信号量值范围；
58如果数字混杂信号幅度超出设定的信号量值范围，则调节电路增益或激光功率，使信号幅度在设定的信号量值范围内；
噪声量值和信号幅度判断与调节正常后，进入下述步骤：
59重复步骤（52）～（54），存贮数字混杂信号；
60累积数字混杂信号，得到累积信号；
61对累积信号进行数字滤波处理，得到数字滤波信号；
62判断数字滤波信号中是否有信号大于等于阈值V TH ，将大于阈值V TH 的信号作为目标信号；
63根据目标信号的地址，分别计算目标距离；
64将目标距离值送显示器显示，或存储起来，或通过对外接口输出；
65如果不存在大于阈值V TH 的目标信号，那么，判断已经发射的激光脉冲数量是否小于最大发射脉冲数M，如果发射的激光脉冲数量小于设定发射脉冲数M，就继续发射脉冲激光，然后重复步骤（59）～（64）的操作；
66如果设定脉冲数M发射完，仍然不存在大于阈值V TH 的目标信号，就输出无目标信号。
上述测距方法的实施例中，步骤（61）包括三种滤波方法：（1）时域滤波，按照预先设定的目标信号波形特性，滤除与目标信号波形特性不一致的噪声或干扰信号；（2）频域滤波，按照预先设定的目标信号频率特性，滤除与目标信号频率特性不一致的噪声信号；（3）时频滤波，按照高阶累积量，滤除与目标信号特征不一致的噪声信号。
上述测距方法的实施例中，步骤（12）阈值V TH 的确定比较关键，它必须同时满足满足公式（Ⅰ) 、公式（Ⅱ)和公式（Ⅲ）：
…………………………………（Ⅰ)
…………………………………（Ⅱ)
VTH=Vn×TNR……………………………………………（Ⅲ)
式中：FAR为误报率；Ns为一帧数据的采样数；erf为误差函数；Pd为探测概率；SNR为信噪比；TNR为阈噪比；Vn为噪声数据。
如图2所示的一种执行自适应测距方法的激光测距装置，包括：
激光接收器1，用于接收目标反射的脉冲激光信号，并将激光信号转换成电信号，将电信号放大后，输出目标信号与噪声的混杂信号，同时实现接收增益的控制；
激光发射器2，用于按设定的数量，分组方式发射脉冲激光；
信号处理器3，用于发生激光测距装置的工作时序，执行上述实施例的自适应测距方法；首先，信号处理器3控制激光发射器的发射脉冲数量和方式，对接收器输出的混杂信号进行数字转换，再根据混杂信号统计量值，调节光电探测器电源5的输出电压，使混杂信号量值处在噪声量值范围之内，同时，判断混杂信号幅度是否超出设定的信号量值范围，如果超出，通过激光接收器2去控制增益，或调节负载调节电路的负载，或通过发射器电源6，调节激光器工作电压，从而调节激光器输出功率，使数字混杂信号幅度处在设定的信号量值范围内；光电探测器工作电压和信号量值范围调节完成后，信号处理器对混杂信号进行累积，再进行数字滤波，剔除噪声和异常干扰信号，并按信噪比计算判断目标的阈值，按阈值识别目标；然后，根据目标信号地址，计算目标距离，再将目标距离值送显示器显示，或存储起来，或通过对外接口输出；如果最大脉冲数M发射完，仍然不存在大于识别目标阈值V TH 的目标信号，就输出无目标信号。上述测距方法以软件的方式，通过信号处理器3来实施，完成测距的环境自适应，其中对混杂信号累积和滤波的操作，还可以采用硬件的方式完成，因此，软件方式不用来限定本发明；
显示器4，用于显示距离值；
对外接口13，用于外接工作电源和输出距离值；
光电探测器偏压电源5，用于为光电探测器提供工作电源，同时通过光电探测器工作电压的调节，实现对噪声的控制；
发射器电源6，用于为激光发射器提供工作电源，同时实现对激光发射器输出功率的调节；
所述的信号处理器3分别与激光接收器1、激光发射器2、显示器4、对外接口13、光电探测器电源5、发射器电源6相连接，所述的光电探测器电源5与激光接收器1相连接，所述的发射器电源6与激光发射器2相连接。
图3为图2中自适应激光测距装置的激光接收器1组成框图，该激光接收器1包括：光电探测器7、信号放大器8、负载调节器9、增益控制器10，所述的光电探测器7同时与信号放大器8和负载调节器9相连接，信号放大器8与增益控制器10相连接。
图4为图3中激光接收器1中负载调节器9的组成框图，该负载调节器9包括固定负载15、负载阵列16和开关阵列17，负载阵列16包括一个或一个以上的负载，开关阵列17包括一个或一个以上的电子开关，负载阵列16中的负载分别与开关阵列17中的开关对应连接。开关阵列16可以是集成电子开关阵列，也可以是分立晶体管、场效应管、MOS管组成的开关阵列。
图5为图3中激光接收器1中增益控制器10的一种数字增益控制器的组成框图，该增益控制器10包括：
信号处理器端口9，用于输出电压数据；
数模转换器18，用于将电压数据转换成模拟电压；
信号放大器8及增益控制端，用于控制信号放大器增益；
信号处理器端口9与数模转换器18相连接；数模转换器18的输出与信号放大器8增益控制端连接；数模转换器18可以是独立的集成数模转换器，也可以是集成在信号处理器内部的数模转换器。
图6为图3中激光接收器1中增益控制器10的另一种自动增益控制器的组成框图，该增益控制器10包括：
信号放大器输出端20，用于输出随机混杂信号；
频率电压变换器22，用于将随机混杂信号转换成直流电压信号；
增益调节器21，用于调节增益控制比例；
信号放大器8及增益控制端，用于控制信号放大器增益；
信号放大器输出端20、频率电压变换器22和增益调节器21顺序连接。
上述图4的负载调节器9、图5的数字增益控制器和图6的自动增益控制器，都用来实施对接收增益的调节，正常情况下，只需采用三种方法中的一种调节方法即可。
图7为图2中自适应激光测距装置中一种光电探测器电源5和一种发射器电源6的组成框图，这两种电源电路结构和形式相同，都为数字控制他激式电源，该电源包括：
信号处理器端口（24），用于输出脉冲驱动信号；
他激式DC/DC变换器（26），用于将脉冲驱动信号变换成直流电压；
输出电压取样电路（28），用于对输出电压进行取样；
模数转换器（27），用于将输出电压取样值变换成数字值；
信号处理器端口（25），用于读取数模转换器来的输出电压取样值的数据；
信号处理器3端口24、他激式DC/DC变换器26、输出电压取样电路28、模数转换器27和信号处理器端口25顺序连接。其中模数转换器27可以是独立的集成模数转换器，也可以是集成在信号处理器内部的模数转换器。
图8为图2中自适应激光测距装置中又一种光电探测器电源5和一种发射器电源6的组成框图，这两种电源电路结构和形式相同，都为数字控制自激式电源，包括：
信号处理器端口29，用于启动或关断自激式DC/DC变换器；
自激式DC/DC变换器31，用于将较低的直流电压转换成较高的直流电压；；
分压器32，用于对自激式DC/DC变换器输出电压进行分压；
信号处理器端口30，用于输出数字电压数据；
数模转换器18，用于将信号处理与控制电路的数字电压转换成模拟电压；
信号处理器端口29、自激式DC/DC变换器31输出端、分压器32、数模转换器18和信号处理器端口30顺序连接，分压器38与自激式DC/DC变换器31反馈端相连接；其中数模转换器18可以是独立的集成数模转换器，也可以是集成在信号处理器内部的数模转换器。
图9为图2中自适应激光测距装置中一种发射器电源的组成框图，该电源为模拟调压式自激式电源，包括：
信号处理器端口29，用于启动或关断自激式DC/DC变换器；
自激式DC/DC变换器31，其输出端用于输出激光发射器所需电压，其反馈端用于调节输出电压；
分压器32，用于对自激式DC/DC变换器输出电压进行分压；
信号处理器端口29、自激式DC/DC变换器31输出端、分压器32和自激式DC/DC变换器31反馈端顺序连接。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种自适应测距方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）激光接收器接收目标反射的激光信号，获得噪声与目标信号的混杂信号；
（2）对混杂信号进行数字转换，得到数字混杂信号；
（3）存贮数字混杂信号；
（4）对数字混杂信号进行累积，得到累积信号；
（5）对累积信号进行数字滤波处理，得到数字滤波信号；
（6）判断数字滤波信号中是否有信号大于等于阈值V TH ，将大于阈值V TH 的信号作为目标信号；
（7）根据目标信号的时间地址，分别计算每一目标距离；
（8）将目标距离值送显示器显示，或存储起来，或通过对外接口输出；
（9）如果不存在大于阈值V TH 的目标信号，那么，输出或显示无目标信号。
2.根据权利要求1所述的自适应测距方法，其特征在于，
步骤（1）之前还包括：
（1a）设定发射激光脉冲数量M；
（1b）将M分成若干组N1、N2、……Nn（n＞2）；
（1c）激光发射器按组发射脉冲激光；
步骤（3）之前还包括：
（3a）设定噪声量值范围和信号量值范围；
（3b）判断数字混杂信号量值是否超出设定的噪声量值范围，如果实际噪声超出设定的噪声量值范围，则调节光电探测器工作电压或电路增益，使数字混杂信号量值在设定的噪声量值范围内；
（3c）判断数字混杂信号幅度是否超出设定的信号量值范围，如果数字混杂信号幅度超出设定的信号量值范围，则调节电路增益或激光功率，使信号幅度在设定的信号量值范围内；
步骤（5）之前还包括：
（5a）预先设定目标信号的波形特性和滤波方案；
（5b）滤除与设定目标信号的波形特性或滤波方案不一致的噪声或干扰信号；
步骤（9）之前还包括：
（9a）如果不存在大于阈值V TH 的目标信号，那么，判断已经发射的激光脉冲数量是否小于设定发射脉冲数M，如果发射的激光脉冲数量小于设定发射脉冲数M，就继续发射脉冲激光，然后重复步骤（1）～（8）的操作。
3.根据权利要求1的自适应测距方法，其特征在于，
步骤（6）的阈值V TH 满足公式（Ⅰ) 、公式（Ⅱ)和公式（Ⅲ）：
…………………………………（Ⅰ)
…………………………………（Ⅱ)
VTH=Vn×TNR……………………………………………（Ⅲ)
式中：FAR为误报率；Ns为一帧数据的采样数；erf为误差函数；Pd为探测概率；SNR为信噪比；TNR为阈噪比；Vn为噪声数据。
4.一种自适应激光测距装置，其特征在于，包括：
激光接收器（1），用于接收目标反射的脉冲激光信号，并将激光信号转换成电信号，将电信号放大后，输出目标信号与噪声的混杂信号，同时实现信号增益的控制；
激光发射器（2），用于按设定的数量和方式发射脉冲激光；
信号处理器（3），用于发生激光测距装置工作时序和执行本发明的自适应测距方法；
显示器（4），用于显示距离值；
对外接口（13），用于外接工作电源和输出距离值；
光电探测器电源（5），用于为光电管提供工作电源，同时通过光电探测器工作电压的调节，实现对信号增益的控制；
发射器电源（6），用于为激光发射器提供工作电源，同时实现对激光发射器输出功率的调节；
所述的信号处理器（3）分别与激光接收器（1）、激光发射器（2）、显示器（4）、对外接口（13）、光电探测器电源（5）、发射器电源（6）相连接，所述的光电探测器电源（5）与激光接收器（1）相连接，所述的发射器电源（6）与激光发射器（2）相连接。
5.根据权利要求4所述的自适应激光测距装置，其特征在于，所述激光接收器（1）包括：光电探测器（7）、信号放大器（8）、负载调节器（9）、增益控制器（10），所述的光电探测器（7）同时与信号放大器（8）和负载调节器（9）相连接，信号放大器（8）与增益控制器（10）相连接；负载调节器（9）包括：固定负载（15）、负载阵列（16）和开关阵列（17），固定负载与负载阵列并联，负载阵列（16）包括一个或一个以上并联的负载，开关阵列（17）包括一个或一个以上并联的电子开关，负载阵列（16）中的负载分别与开关阵列（17）中的开关对应串接；开关阵列（16）可以是集成电子开关阵列，也可以是分立晶体管、场效应管、MOS管组成的开关阵列。
6.根据权利要求5所述的自适应激光测距装置，其特征在于，增益控制器（10）为数字增益控制器，包括：
信号处理器端口（19），用于输出电压数据；
数模转换器（18），用于将电压数据转换成模拟电压；
信号放大器（8）及增益控制端，用于控制信号放大器增益；
信号处理器端口（19）与数模转换器（18）相连接；数模转换器（18）的输出与信号放大器（8）增益控制端连接；数模转换器（18）可以是独立的集成数模转换器，也可以是集成在信号处理器内部的数模转换器。
7.根据权利要求5所述的自适应激光测距装置，其特征在于，增益控制器（10）为自动增益控制器，包括：
信号放大器输出端（20），用于输出随机混杂信号；
频率电压变换器（22），用于将随机混杂信号转换成直流电压信号；
增益调节器（21），用于调节增益控制比例；
信号放大器（8）及增益控制端，用于控制信号放大器增益；
信号放大器输出端（20）、频率电压变换器（22）和增益调节器（21）顺序连接。
8.根据权利要求4所述的自适应激光测距装置，其特征在于，光电探测器电源（5）为数字控制他激式电源，包括：
信号处理器端口（24），用于输出脉冲驱动信号；
他激式DC/DC变换器（26），用于将脉冲驱动信号变换成直流电压；
输出电压取样电路（28），用于对输出电压进行取样；
模数转换器（27），用于将输出电压取样值变换成数字值；
信号处理器端口（25），用于读取数模转换器来的输出电压取样值的数据；
信号处理器端口（24）、他激式DC/DC变换器（26）、输出电压取样电路（28）、模数转换器（27）和信号处理器端口（25）顺序连接；所述的模数转换器（27）可以是独立的集成模数转换器，也可以是集成在信号处理器（3）内部的模数转换器，光电探测器电源（5）和发射器电源（6）的电路结构和形式相同。
9.根据权利要求4所述的自适应激光测距装置，其特征在于，光电探测器电源（5）为都为数字控制自激式电源，包括：
信号处理器端口（29），用于启动或关断自激式DC/DC变换器；
自激式DC/DC变换器（31），用于将较低的直流电压转换成较高的直流电压；
分压器（32），用于对自激式DC/DC变换器输出电压进行分压；
信号处理器端口（30），用于输出数字电压数据；
数模转换器（18），用于将信号处理与控制电路的数字电压转换成模拟电压；
信号处理器端口（29）、自激式DC/DC变换器（31）输出端、分压器（32）、数模转换器（18）和信号处理器端口（30）顺序连接，分压器（38）与自激式DC/DC变换器（31）反馈端相连接；所述的数模转换器（18）可以是独立的集成数模转换器，也可以是集成在信号处理器内部的数模转换器；光电探测器电源（5）和发射器电源（6）的电路结构和形式相同。
10.根据权利要求4所述的自适应激光测距装置，其特征在于，发射器电源（6）为模拟调压式自激式电源，包括：
信号处理器端口（29），用于启动或关断自激式DC/DC变换器；
自激式DC/DC变换器（31），其输出端用于输出激光发射器所需电压，其反馈端用于调节输出电压；
分压器（32），用于对自激式DC/DC变换器输出电压进行分压；
信号处理器端口（29）、自激式DC/DC变换器（31）输出端、分压器（32）和自激式DC/DC变换器（31）反馈端顺序连接。
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