CN101806896A - 相位法激光测距装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光相位测距装置，包括：设置在测量端的调制信号源1，连续激光器2，分光镜3，第一光电探测器4，第一光电转换电路5，第一相位计6，处理器7，编码解调器11，无线接收装置12和设置在被测端的第二光电探测器4’，第二光电转换电路5’，第二相位计6’，无线发射装置8，编码生成器10，调制信号源1用于对连续激光器2的激光进行强度调制，连续激光器2发射出的调制激光经过分光镜3被分光镜3分成两束，其中第二束激光射向被测目标，第一束射向第一光电探测器4，所述第二束激光射向被测目标处的第二光电探测器4’。

Description

相位法激光测距装置

技术领域

本发明涉及一种带有通信功能的激光器，以及使用该种激光器的激光测距装置，属于光电子激光器领域。

背景技术

目前用于激光测距的激光器包括很多种，其中所使用的测距方法也包括很多种，最为常见的方式是计量激光脉冲在空间中所飞行的时间，然后用此时间与光速相乘即可得到两点间的距离，另外一种是相位法，相位法可以获得比脉冲法更高的测量精度。相位法激光测距是通过测量经过强度正弦调制的发射激光束和经被测目标反射的返回激光束间的相位差来实现距离测量的，其实质是将激光在被测距离上的往返飞行时间转化成了两调制激光信号相位差。相位法激光测距采用连续激光束进行测量，众所周知，连续激光输出功率小，并且由于空气等传输介质的衰减作用明显，从而极大的限制了该测距方法的量程，为了提高测程，现有的相位法激光测距普遍采用了在被测目标端设置合作目标的反射式测量方案，通过简单的设置反射镜等合作目标的方式虽然可在一定程度上增加量程，但是由于其没有从根本上改变这种方式所存在的缺点，激光束必须要经过来回的两次衰减，所以这种方式对于量程的增加受到了很大的限制。另外一种方法是增加连续激光器输出的激光功率，但是大功率的激光器必然意味着大体积，同时对于连续激光器来说，大功率的增加是十分困难的。

发明内容

本发明就是基于上述问题而提出的，使用本发明的装置和方法可以解决上述短量程的问题，极大的提高相位测距法的量程。

附图说明

图1是本发明一实施例示意图。

该发明中的相位测距装置包括：调制信号源1，连续激光器2，分光镜3，第一光电探测器4和第二光电探测器4’，第一光电转换电路5和第二光电转换电路5’，第一相位计6和第二相位计6’，处理器7，无线发射装置8，编码生成器10，编码解调器11，无线接收装置12，附图中的标号9表示无线发射装置8发射出的无线信号。其中，调制信号源1，连续激光器2，分光镜3，第一光电探测器4，第一光电转换电路5，第一相位计6，处理器7，编码解调器11，无线接收装置12被设置在测量端，第二光电探测器4’，第二光电转换电路5’，第二相位计6’，无线发射装置8，编码生成器10被设置在被测端。

调制信号源1用于对连续激光器2的激光进行强度调制，连续激光器2发射出的调制激光经过分光镜3被分光镜3分成两束，其中第二束射向被测目标，第一束射向第一光电探测器4，被测目标处设置有第二光电探测器4’，该第二光电探测器4’接收所述第二束激光，该第二光电探测器4’与第二光电转换电路5’相连，从而将光信号转换为电信号，该第二光电转换电路5’与第二相位计6’相连，用于对第二光电转换电路5’所产生的电信号进行相位测量。第二相位计6’连接有信号编码器10，该信号编码器用于将第二相位计测量到的相位进行编码以变成无线发射装置8可发射的编码信号，无线发射装置8将该信号以无线形式发射出去，也即无线信号9，第一光电探测器4与第一光电转换电路5相连，用于将第一束激光转换为电信号，与第一光电转换电路5相连有第一相位计6，第一相位计6用于测量第一光电转换电路5转换的电信号的相位，与第一相位计6相连的处理器7接收第一相位计6的相位信息，处理器7同时还连接有编码解调器11，而编码解调器11连接有无线接收装置12，无线接收装置12用于接收无线发射装置8发射出的无线信号9，该接收到的无线信号9通过编码解调器解调之后将其中的相位信息送入到处理器7中，处理器对从两个相位计所接收到相位进行求差，从而获得被测目标的距离。

在本发明当中，在被测目标处设置了光电探测器和无线发射装置，利用无线装置把被测目标处的相位信息传输回来，无线传输技术的成熟与低廉的成本，以及能够进行长距离传输的特点，使得该装置实现起来简单易行，这样改装以后，激光束只需要完成单次传输，不需要被反射回传，相当于把量程扩大了一倍，这样，即使是激光功率比较小也可以实现更大的量程。

显而易见，这种通过测量端与被测端相互配合进行测距的方式，不仅保证了相位测量法所能带来的高精确度，同时较之简单的在被测目标端设置反射镜的方式虽然在成本上有所增加，但是至少可以将目前的量程扩大一倍。

 

Claims (1)

1.一种激光相位测距装置，包括：设置在测量端的调制信号源1，连续激光器2，分光镜3，第一光电探测器4，第一光电转换电路5，第一相位计6，处理器7，编码解调器11，无线接收装置12和设置在被测端的第二光电探测器4’，第二光电转换电路5’，第二相位计6’，无线发射装置8，编码生成器10，调制信号源1用于对连续激光器2的激光进行强度调制，连续激光器2发射出的调制激光经过分光镜3被分光镜3分成两束，其中第二束激光射向被测目标，第一束射向第一光电探测器4，第一光电探测器4和第一光电转换电路5将带有调制信号的第一束激光转换为第一电信号，第一相位计6检测第一电信号的相位并送入处理器7中，所述第二束激光射向被测目标处的第二光电探测器4’，第二光电探测器4’和第二光电转换电路5’将带有调制信号的第二束激光转换为第二电信号，第二相位计6’检测第二电信号的相位，编码生成器10将该第二电信号的相位信息进行编码并送入无线发射装置8，测量端的无线接收装置12接收无线发射装置8发出的无线信号，编码解调器11对无线接收装置12接收到的信号进行解码并将解码出的相位信息送入到处理7中，处理器7根据所接收到的两个相位信息计算被测目标的距离。