CN116626696A - 一种调频连续波激光测距装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种调频连续波激光测距装置，包括：第一光源，配置为产生不可见的探测激光，所述探测激光以预设模式周期性调制；第二光源，配置为产生可见的指示激光，所述指示激光用于确定目标物体的位置并指示所述探测激光的出光路径；以及激光收发装置，接收所述探测激光和所述指示激光，所述探测激光和所述指示激光从所述激光收发装置同轴合束输出，所述调频连续波激光测距装置基于所述探测激光探测所述目标物体的距离。本发明通过为不可见的探测激光配备可见的指示激光，使探测激光和指示激光从激光收发装置同轴输出，确保探测激光入射至目标物体上，进而基于探测激光探测目标物体的距离。

Description

一种调频连续波激光测距装置
技术领域
本发明涉及激光测距技术领域，具体而言，涉及一种调频连续波激光测距装置。
背景技术
激光测距技术已经广泛应用于障碍物探测、距离探测等方面，例如自动驾驶领域、智能机器人的避障领域等，激光测距装置通过发射激光脉冲和接收从周围物体反射回的激光脉冲回波，并根据发射的脉冲和接收反射的脉冲之间的时间延迟来计算激光测距装置到环境物体的距离。
但现有的激光测距装置在解决目标物体的瞄准方面存在困扰，特别是对于要测量确切的目标物体时，由于激光测距装置测量时用的都是不可见激光，通过肉眼瞄准目标再测量，往往很难将测量激光对准目标物体，从而给测量带来困扰。
发明内容
本发明提供一种调频连续波激光测距装置，包括：
第一光源，配置为产生不可见的探测激光，所述探测激光以预设模式周期性调制；
第二光源，配置为产生可见的指示激光，所述指示激光用于确定目标物体的位置并指示所述探测激光的出光路径；以及
激光收发装置，接收所述探测激光和所述指示激光，所述探测激光和所述指示激光从所述激光收发装置同轴合束输出，
所述调频连续波激光测距装置基于所述探测激光探测所述目标物体的距离。
在一些实施例中，所述激光收发装置包括：
第一分束器，配置为将接收到的探测激光分为探测子光束和本振光束；
光路复用器，至少包括三个端口，其中，第一端口接收所述探测子光束后通过第二端口输出所述探测子光束，所述第二端口接收基于所述探测子光束形成的返回探测光束，并将所述返回探测光束传输至第三端口；以及
混频器，配置为接收所述本振光束和所述返回探测光束后形成混频光束。
在一些实施例中，所述激光收发装置还包括：
合路器，设置在光路复用器远离所述第一分束器一侧，分别与所述第二光源和所述光路复用器的第二端口连接，配置为将所述探测子光束和所述指示激光合束后输出。
在一些实施例中，所述激光收发装置还包括：
合路器，设置在第一分束器远离所述光路复用器一侧，分别与所述第二光源和第一光源连接，配置为将所述探测激光和所述指示激光合束后输出至所述第一分束器。
在一些实施例中，所述调频连续波激光测距装置还包括：
透镜组件，设置在所述激光收发装置与目标物体之间，配置为对合束后的激光执行准直，并将所述返回探测光束耦合进入所述激光收阀装置。
在一些实施例中，所述调频连续波激光测距装置还包括：
平衡探测器，设置在所述激光收发装置一侧，所述配置为接收所述混频光束以生成探测电信号并输出所述探测电信号；以及
采集处理装置，与平衡探测器电连接，接收来自所述平衡探测器的探测电信号，并对所述探测电信号进行处理，确定所述目标物体的距离。
在一些实施例中，所述调频连续波激光测距装置还包括：
放大器，设置在所说平衡探测器和所述采集处理装置之间，配置为放大所述来自所述平衡探测器的探测电信号，并将放大后的探测电信号传输至所述采集处理装置。
在一些实施例中，所述探测电信号为模拟信号，
所述采集处理装置包括：
模数转换模块，接收所述模拟信号，并将所述模拟信号转化为数字信号；以及
信号处理模块，与所述模数转换模块电连接，接收来自模数转换模块的数字信号，并对所述数字信号进行处理，以确定探测的目标物的距离。
在一些实施例中，所述激光收发装置为激光收发芯片，所述光路复用器为2*2耦合器或偏振分束器，所述第一分束器、光路复用器、混频器以及合路器集成在所述激光收发芯片上。
在一些实施例中，所述第一光源和第二光源中的至少一个为固体激光器或半导体激光器。
本发明实施例具有如下技术效果：
本发明实施例提供的一种调频连续波激光测距装置，通过为不可见的探测激光配备可见的指示激光，使探测激光和指示激光从激光收发装置同轴输出，通过可见的指示激光精确指示探测激光的出光路径，确保探测激光入射至目标物体上，进而基于探测激光探测目标物体的距离。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明的一些实施例的激光调制波形示意图；
图2为本发明的一些实施例的调频连续波激光测距装置的示意图；
图3为本发明的另一些实施例的调频连续波激光测距装置的示意图；
图4为本发明的另一些实施例的调频连续波激光测距装置的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但这些不应限于这些术语。这些术语仅用来将区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
相关技术中，为了使激光测距装置能够准确的探测到目标物体，特别是对于已经明确的知道要测量的目标物体的大致方位，在需要测量该目标物体的距离时，需要能够瞄准该目标物体的准确位置，这样才能使探测激光准确的打到该目标物体，一些技术中，可以设置瞄准镜，通过肉眼瞄准目标物体再测量，这样的瞄准方式精度不高，另外，还可以设置单独的瞄准光路，但由于瞄准光路和探测光路为两条独立的光路，需要将两条光路调整的绝对平行，才能使得瞄准光路所瞄准的目标物体与探测激光打到的目标物体一致，这就给调试工作提出了极高的要求。
本发明实施例提供一种调频连续波激光测距装置，包括：第一光源，配置为产生不可见的探测激光，所述探测激光以预设模式周期性调制；第二光源，配置为产生可见的指示激光，所述指示激光用于确定目标物体的位置并指示所述探测激光的出光路径；激光收发装置，接收所述探测激光和所述指示激光，所述探测激光和所述指示激光从所述激光收发装置同轴合束输出，所述调频连续波激光测距装置基于所述探测激光探测所述目标物体的距离。
本发明实施例提供的一种调频连续波激光测距装置，通过为不可见的探测激光配备可见的指示激光，使探测激光和指示激光从激光收发装置同轴输出，通过可见的指示激光精确指示探测激光的出光路径，确保探测激光入射至目标物体上，进而基于探测激光探测目标物体的距离，降低了光学元件调试的复杂性。
下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
本发明实施例提供一种调频连续波激光测距装置。调频连续波激光测距装置可以为调频连续波（FMCW）激光雷达，其中，FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)调频连续波，即激光光源发射出去的探测激光经过调制，形成具有周期性规律的调制激光，例如调制为三角波、锯齿波等。调制后的发射光的频率可以随时间变化，例如图1所示的三角波调制，实现表示三角波调制下的发射信号，虚线表示回波信号。调频光可以包括光频随时间增加的第一半周期和光频随时间减少的第二半周期。调频连续波激光测距装置将调制后的激光发射出去，在一段时间后从物体表面被反射，并由调频连续波激光测距装置接收。
当目标物体正在远离FMCW激光雷达时，三角波调制下的发射信号（实线）、回波信号（虚线）以及测量出的拍频信号如图1所示，可见，平衡探测器测量出的上升区间拍频信号fbu和下降区间拍频信号fbd均为正值；同时，对测量出的上升区间拍频信号fbu进行研究发现：如图1所示，当目标物体距离FMCW激光雷达比较近，且目标物体相对FMCW激光雷达的运动速度V越来越快时，由于多普勒效应，上升区间拍频信号fbu会不断减小直至为0，当速度V更快时，上升区间拍频信号fbu又会大于0且逐渐变大。采用如下公式可以计算出目标物体相对于激光雷达的速度和距离，
其中，c为光速（常量），ts为调频波的周期的一半，fDEV为调频波扫频带宽，fbu为上升区间拍频信号，fbd为下降区间拍频信号，D为目标物体相对于激光雷达的距离，V为目标物体相对于激光雷达的速度。
如图2所示，本发明实施例提供一种调频连续波激光测距装置，调频连续波激光测距装置包括第一光源101和第二光源102，第一光源101配置为输出不可见的探测激光，所述探测激光以预设模式周期性调制，例如调制为三角波、锯齿波等，如图1所示为三角波。
第二光源102配置为产生可见的指示激光，所述指示激光用于确定目标物体的位置，可见的指示激光打到目标物体后形成肉眼可见的光斑，可确定目标是否为待探测物体，其中，不可见的探测激光例如为近红外或远红外波段的激光，可见光例如为红光或绿光或蓝光。
在一些实施例中，不可见的探测光例如采用波长为1064nm的红外光，可见的指示激光例如采用波长为532nm的绿光，人眼对可见光的绿光最为敏感，利于观测。在一些实施例中，第一光源101和第二光源中的至少一个采用固体激光器或半导体激光器等。
调频连续波激光测距装置还包括激光收发装置20，激光收发装置20接收所述探测激光和所述指示激光。所述探测激光和所述指示激光从所述激光收发装置同轴输出，指示激光指示所述探测激光的出光路径，确保探测激光入射至目标物体上，进而基于探测激光探测目标物体的距离。通过使探测激光和指示激光从激光收发装置同轴输出，准确地指示出探测激光的出射路径，使得探测激光可以基于指示激光所确定的目标物体的位置准确的探测到目标物体的距离，降低了光学元件调试的复杂性。
在一些实施例中，如图2所示，例如第一光源101和第二光源102可以均采用半导体光源，降低调频连续波激光测距装置整体的尺寸，提升光路的稳定性。
在一些实施例中，如图2所示，激光收发装置20包括：第一分束器201，接收第一光源101发射的探测光束。第一分束器201配置为将接收到的探测激光分为探测子光束和本振光束，第一分束器201采用1×2或2×2接口的耦合器。
可选的，所述本振光束与探测子光束的功率分配比例可以是固定的，例如本振光束与探测子光束的功率分配比例为3:7，本振光束与探测子光束的功率分配比例也可以是可调的。
在一些实施例中，所述第一分束器201包括以下任一项可供选择应用：定向耦合器、非对称多模干涉器、Y型分束器、绝热型分束器、热光开关或电光开关。对任一器件的选择可根据光分配网络分配的激光传输信号的功率、波长等因素选择应用，对此不做赘述。
激光收发装置20还包括光路复用器202，光路复用器202至少包括三个端口，其中，第一端口为输入端口，第一端口从第一分束器201接收所述探测子光束后通过第二端口输出所述探测子光束，第二端口可以为输入端口和输出端口，所述探测子光束经过目标物体反射后形成的返回探测光束被光路复用器202的第二端口接收，并将所述返回探测光束传输至光路复用器202的第三端口，第三端口为输出端口。
激光收发装置20还包括混频器204，混频器204配置为接收所述本振光束和所述返回探测光束后形成混频光束，以用于后续的探测。
在一些实施方式中，激光收发装置为激光收发芯片，光路复用器202为2×2耦合器或偏振分束器，探测子光束为偏振光，第一分束器201、光路复用器202以及混频器204集成于激光收发芯片，激光测距装置的性能更稳定，体积更紧凑。
如上所述，光路复用器202，例如为偏振分束器，至少包括三个端口，其中，光路复用器202的第一端口接收探测子光束后传输至第二端口，光路复用器202的第二端口接收基于探测子光束经过目标物体40反射后形成的返回探测光束，并将返回探测光束传输至第三端口，其中，探测子光束与返回探测光束的光学性质不同，因此，光路复用器202仅能使具有模式一的探测子光束，例如为TE模式的偏振光，从光路复用器202第一端口传输至光路复用器202第二端口，且光路复用器202仅能使具有模式二的返回探测光束，例如为TM模式的偏振光，从光路复用器202第二端口传输至光路复用器202第三端口，并不能传输至光路复用器202第一端口。
在一些实施方式中，激光收发装置为非集成芯片结构，光路复用器202可以采用环形器，探测子光束为非偏振光，采用非偏振光进行探测，降低了对光源及各器件性能的要求。
在一些实施例中，如图2所示，所述激光收发装置20还包括合路器203，合路器203设置于激光收发装置20的输出端，合路器203分别与所述第二光源102和所述光路复用器202的第二端口连接，合路器203配置为将所述探测子光束和所述指示激光合束后输出。探测子光束和指示激光经过合路器203合束后从激光收发装置20同轴输出，以便指示激光指示的位置记为目标位置，从而使得探测激光可以基于指示激光所确定的目标物体的位置准确的探测到目标物体的距离，相对于相关技术中采用平行出射的探测光束和指示光束的光路设计，极大降低了对光学元件调试的复杂性。在一些实施例中，激光收发装置20为激光收发芯片时，合路器亦可以集成在激光收发芯片上。
在一些实施例中，如图2所示，激光收发装置20中的混频器204与第一分束器201光连接，接收本振光束；混频器204与光路复用器202的第三端口光连接，接收所述返回探测光束，混频器204对返回探测光束与本振光束执行拍频操作以输出混频光束，亦称为拍频光束，所述混频器可以是定向耦合器或多模干涉器。
在一些实施例中，调频连续波激光测距装置还包括平衡探测器50，平衡探测器50设置在所述激光收发装置20一侧，平衡探测器50接收并探测所述混频光束，生成探测电信号并输出。
在一些实施例中，如图3所示，调频连续波激光测距装置还包括采集处理装置70，采集处理装置70接收来自平衡探测器50的探测电信号，对该探测电信号进行采集并处理，确定探测的目标物的距离。
在一些实施例中，如图1所示，所述采集处理装置70包括模数转换模块71和信号处理模块72，模数转换模块71例如为模数转换器，其接收来自平衡探测器50的探测电信号，该探测电信号为模拟信号，模数转换模块71将为模拟信号的探测电信号转换为数字信号，信号处理模块72与所述模数转换模块71连接，接收来自模数转换模块71的数字信号，并对所述数字信号进行处理，进而确定探测的目标物的距离。在一些实施例中，信号处理模块72例如为现场可编程逻辑门阵列（FPGA），数字信号处理（DSP）等。
在一些实施例中，平衡探测器50与采集处理装置70之间设置有放大器60，用于放大平衡探测器50输出的探测电信号并传输至采集处理装置70。
在一些实施例中，所述激光收发装置还包括透镜组件30，透镜组件30设置在所述激光收发装置20与目标物体40之间，配置对从激光收发装置出射的由探测子光束与指示激光合束后的激光执行准直，合束后的激光照射到目标物体40后产生反射激光，反射激光中包括返回探测光束，透镜组件30还可以将包括返回探测光束的反射激光耦合进入激光收发装置20中。由于不可见的探测激光和可见的指示激光同轴传输，降低了对透镜组件调整的要求，使得激光测距装置更加容易对照目标物体。
如图2所示，调频连续波激光测距装置的探测原理如下：第一光源101发射不可见的探测激光，探测激光经第一分束器201分束为探测子光束与本振光束，探测子光束经过光路复用器202后，在合路器203中与第二光源102发射的可见的指示激光合束，合束后的激光经透镜组件30准直入射至目标物体40上，产生反射激光，反射激光中亦包括可见激光和不可见激光，不可见激光由探测子光束在目标物体40上反射形成，包括返回探测光束。可见激光由指示激光在目标物体40上反射。反射激光经透镜组件30后耦合进入激光收发装置20，经合路器203分为返回探测光束及可见激光，返回探测光束自光路复用器202第二端口进入光路复用器，由光路复用器202第三端口输出，返回探测光束与本振光束进入混频器204执行混频生成混频激光，平衡探测器50接收并探测该混频激光，生成探测电信号。采集处理装置70接收来自平衡探测器50的探测电信号，对该探测电信号进行采集并处理，确定探测的目标物的距离。
在另外的一些实施例中，如图3所示，与图2所示的实施例相比，合路器203设置于激光收发装置20的输入端，位于第一分束器201远离所述光路复用器202一侧。合路器203的输入端分别与所述第二光源102和第一光源101连接，合路器203配置为将所述探测激光和所述指示激光合束后输出至所述第一分束器201。第一分束器201接收到的激光为探测激光和指示激光的合束激光。第一分束器201将接收到的激光分成两束输出，其中每一输出光束或同时包括可见光和不可见光。
如图3所示，调频连续波激光测距装置的探测原理如下：第一光源101发射不可见的探测激光，在合路器203中与第二光源102发射的可见的指示激光合束，合束后的激光中的探测激光经第一分束器201分束为探测子光束与本振光束，合束后的激光中的指示激光以被分束，探测子光束与一路分束的指示激光组成的合束激光经过光路复用器202输出激光收发装置20，合束激光经透镜组件30准直入射至目标物体40上，产生反射激光，反射激光中亦包括可见激光和不可见激光，不可见激光由探测子光束在目标物体40上反射形成，包括返回探测光束。可见激光由指示激光在目标物体40上反射。反射激光经透镜组件30后耦合进入激光收发装置20，返回探测光束自光路复用器202的第二端口进入光路复用器，由光路复用器202的第三端口输出，返回探测光束与本振光束进入混频器204执行混频生成混频激光，平衡探测器50接收探测该混频激光，生成探测电信号。采集处理装置70接收来自平衡探测器50的探测电信号，对该探测电信号进行采集并处理，确定探测的目标物的距离。
基于如上图2的实施方式，本申请还提供如下实施方式，如图4所示，相同的结构具有相同的技术效果，本申请不再赘述，在本实施方式中，激光测距装置还包括分束器120、参考光路通道90、反馈电路100以及驱动装置110。
第一光源101配置为发射线性调频激光，其例如采用驱动电路驱动，驱动电路输出调频驱动信号，第一光源101接收调频驱动信号来发射线性调频激光。第一光源101例如为固态激光器、半导体激光器等，具体可以为分布式反馈激光器（DFB），垂直腔面发射激光器（VCSEL），外腔激光器等。分束器120接收所述线性调频激光并将所述线性调频激光分束为探测激光和参考调频激光，所述探测激光经激光收发装置20探测目标物体40，参考调频激光通过参考光路通道90、反馈电路100反馈控制所述第一光源101。分束器120例如为1×2分束器，将线性调频激光分束完全相同的两束激光，即探测激光和参考调频激光波长、相位、调频完全相同。
参考光路通道90接收所述参考调频激光，并对所述参考调频激光进行延迟输出参考拍频信号，参考拍频信号例如是频率信号。反馈电路100接收所述参考拍频信号并输出反馈信号，所述反馈信号配置为实时调节所述第一光源101输出，保证所述第一光源线性扫频的调频线性度和调频连续波激光测距装置的拍频稳定度。
通过参考光路通道实时监测第一光源输出的线性调频激光，并通过反馈电路确定用于实时调节第一光源的反馈信号，反馈信号配置为实时调节所述第一光源输出，保证所述第一光源线性扫频的调频线性度和调频连续波激光测距装置的拍频稳定度。
在一些实施例中，如图4所示，所述参考光路通道90包括第二分束器91、延迟装置92、参考混频器93以及参考探测装置94。第二分束器91接收所述参考调频激光，并将分光为第一参考调频激光和第二参考调频激光。第二分束器91例如为1×2分束器，将参考调频激光分束完全相同的两束激光，即第一参考调频激光和第二参考调频激光波长、相位、调频完全相同。
延迟装置92接收所述第一参考调频激光使得所述第一参考调频激光传输一定长度，延迟预定时间。参考混频器93接收延迟后的第一参考调频激光以及第二参考调频激光，并对延迟后的第一参考调频激光与第二参考调频激光进行混频操作输出反馈混频光束。参考探测装置94接收所述反馈混频光束并执行拍频操作输出所述参考拍频信号，参考探测装置94输出参考拍频信号为电信号。所述参考拍频信号例如为频率信号，由于调频连续波激光测距装置输出的线性调频激光的线性度会存在偏差，实际获取的参考拍频信号中相较于理想的拍频信号会存在噪声，影响调频连续波激光测距装置的拍频稳定度。在一些实施例中，参考混频器93例如为2x2耦合器，90度混频器，参考探测装置94例如为光电探测器等。
在一些实施例中，如图4所示，所述反馈电路100包括：参考频率源101、鉴相器102以及负反馈单元103。参考频率源101配置为输出参考频率信号，参考频率源101采用电路结构，其生成的参考频率信号可以是精确且恒定的特定频率信号，参考频率信号例如为前述的理想的参考拍频信号，具有精确且恒定的特定频率、幅值特性。鉴相器102接收所述参考频率信号以及所述参考拍频信号，对所述参考频率信号以及所述参考拍频信号执行鉴相操作，输出指示相位差的信号，负反馈单元103根据相位差信号输出所述反馈信号。上述鉴相操作可以提取出实际获取的参考拍频信号中存在的噪声，进而根据相位差信号获得反馈信号实时调节所述第一光源101输出。
在一些实施例中，所述参考频率信号具有稳定频率fr，即理想频率，所述延迟装置92包括具有预定长度L的光纤/波导，这里的“/”表示和/或，即延迟装置92即可以采用光纤，有可以采用波导，还可以同时采用光纤和波导，所述稳定频率fr满足以下公式：
其中，tc为扫频测量周期的二分之一，fc为扫频带宽，L表示所述光纤或者波导的预定长度，C0表示光速，n表示光纤或者波导折射率。
也就是说，当作为延迟装置的光纤/波导的长度L确定后，稳定频率fr即相应确定，基于此设计参考频率源101，使其输出稳定的稳定频率fr。
在一些实施例中，如图4所示，调频连续波激光测距装置还包括驱动装置110。驱动装置110与所述第一光源101及所述反馈电路100电连接，配置为接收所述反馈信号，并输出反馈驱动信号至所述第一光源101，保证所述第一光源线性扫频的调频线性度和调频连续波激光测距装置的拍频稳定度。
在一些实施例中，所述驱动装置110包括驱动单元111以及叠加单元112，驱动单元111基于调频的幅度及斜率生成调频驱动信号。叠加单元112接收所述调频驱动信号以及所述反馈信号，并将两者叠加生成并输出所述反馈驱动信号。
通过调频驱动信号驱动第一光源输出线性调频激光，利用参考光路通道实时监测第一光源输出的线性调频激光，并通过反馈电路确定用于实时调节第一光源的反馈信号，反馈信号叠加调频驱动信号生成反馈驱动信号，反馈驱动信号实时调节所述第一光源输出，保证所述第一光源线性扫频的调频线性度和调频连续波激光测距装置的拍频稳定度。
最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种调频连续波激光测距装置，其特征在于，包括：
第一光源，配置为产生不可见的探测激光，所述探测激光以预设模式周期性调制；
第二光源，配置为产生可见的指示激光，所述指示激光用于确定目标物体的位置并指示所述探测激光的出光路径；以及
激光收发装置，接收所述探测激光和所述指示激光，所述探测激光和所述指示激光从所述激光收发装置同轴合束输出，
所述调频连续波激光测距装置基于所述探测激光探测所述目标物体的距离。
2.根据权利要求1所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，所述激光收发装置包括：
第一分束器，配置为将接收到的探测激光分为探测子光束和本振光束；
光路复用器，至少包括三个端口，其中，第一端口接收所述探测子光束后通过第二端口输出所述探测子光束，所述第二端口接收基于所述探测子光束形成的返回探测光束，并将所述返回探测光束传输至第三端口；以及
混频器，配置为接收所述本振光束和所述返回探测光束后形成混频光束。
3.根据权利要求2所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，所述激光收发装置还包括：
合路器，设置在光路复用器远离所述第一分束器一侧，分别与所述第二光源和所述光路复用器的第二端口连接，配置为将所述探测子光束和所述指示激光合束后输出。
4.根据权利要求2所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，所述激光收发装置还包括：
合路器，设置在第一分束器远离所述光路复用器一侧，分别与所述第二光源和第一光源连接，配置为将所述探测激光和所述指示激光合束后输出至所述第一分束器。
5.根据权利要求3或4的所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，所述调频连续波激光测距装置还包括：
透镜组件，设置在所述激光收发装置与目标物体之间，配置为对合束后的激光执行准直，并将所述返回探测光束耦合进入所述激光收阀装置。
6.根据权利要求3或4的所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，所述调频连续波激光测距装置还包括：
平衡探测器，设置在所述激光收发装置一侧，所述配置为接收所述混频光束以生成探测电信号并输出所述探测电信号；以及
采集处理装置，与平衡探测器电连接，接收来自所述平衡探测器的探测电信号，并对所述探测电信号进行处理，确定所述目标物体的距离。
7.根据权利要求6的所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，所述调频连续波激光测距装置还包括：
放大器，设置在所述平衡探测器和所述采集处理装置之间，配置为放大所述来自所述平衡探测器的探测电信号，并将放大后的探测电信号传输至所述采集处理装置。
8.根据权利要求6的所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，所述探测电信号为模拟信号，
所述采集处理装置包括：
模数转换模块，接收所述模拟信号，并将所述模拟信号转化为数字信号；以及
信号处理模块，与所述模数转换模块电连接，接收来自模数转换模块的数字信号，并对所述数字信号进行处理，以确定探测的目标物的距离。
9.根据权利要求3或4所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，所述激光收发装置为激光收发芯片，所述光路复用器为2*2耦合器或偏振分束器，所述第一分束器、光路复用器、混频器以及合路器集成在所述激光收发芯片上。
10.根据权利要求3或4所述的调频连续波激光测距装置，其特征在于，
所述第一光源和第二光源中的至少一个为固体激光器或半导体激光器。
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