CN105352531B - 激光测距仪的性能参数的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光测距仪的性能参数的检测方法，包括：激光测距仪调整至能正常接收光信号的位置。多路空间距离光波导系统设置多个不同标定距离的第一光波导。激光测距仪根据控制计算机的控制命令发出脉冲式的光信号且记录发射时间。该光信号经测距仪耦合装置、环境量模拟系统、分路器、第一光波导传输至包括第二光波导和第三光波导的纵向距离分路器。激光测距仪接收经第二光波导、测距仪耦合装置传输的光信号并记录第一接收时间，及接收经第三光波导、测距仪耦合装置传输的光信号并记录第二接收时间。控制计算机根据第一接收时间和发射时间得到的实际测试距离、第二接收时间和发射时间得到的纵向测试距离、预设规则计算激光测距仪的性能参数。

Description

激光测距仪的性能参数的检测方法

技术领域

本发明涉及测距仪的性能参数检测技术领域，尤其涉及一种激光测距仪的性能参数的检测方法。

背景技术

激光测距仪的性能参数检测装置是民用和军用测距领域中重要的检测装置。激光测距仪的性能参数检测装置的长期稳定性、可靠性和安全性与测距系统的安全、稳定运行密切相关。

随着测距系统向远距离、高精度的方向发展，对测距系统提出了自动化，小型化、高可靠性的要求。目前测距系统中几乎没有专门的自动化测距系统检测装置。现有的检测方式包括如下两种：

第一种：通过用皮尺量出标靶到测距仪之间的距离，以及与测距仪检测到的其与标靶之间距离进行比较来判断测距仪的精度和误差。该测试方法无法排除地形，天气环境和人的误操作所带来的误差，且浪费了大量的人力，物力和时间，具有误差大，费用高，低效率，操作复杂等缺点。

第二种：通过棱镜多次反射来压缩光路传输距离来模拟不同的传输距离，在模拟出的传输距离的基础下测试测距仪的精度和误差。该测试方法具有稳定性弱，累计误差较大等缺点。因此，不能满足对测距仪的性能参数提出的可靠性高以及稳定好的要求。

发明内容

有鉴于此，实有必要提供一种可靠性高、精度高、抗干扰能力强、成本低的激光测距仪的性能参数的检测方法，此外，本发明能够模拟出不同的测试环境，以供测试者了解不同的测试环境对测试结果的影响。

一种激光测距仪的性能参数的检测方法，包括如下步骤：

测距仪调整平台将激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置。

控制计算机发送距离设置命令至切换控制模块，以供切换控制模块根据距离设置命令控制多路空间距离光波导系统设置有序的多个不同标定距离的第一光波导。

控制计算机发送控制命令至激光测距仪，以控制激光测距仪发出脉冲式的光信号至测距仪耦合装置并记录发射时间。

测距仪耦合装置对光信号进行聚焦耦合处理后传输至环境量模拟系统。

光信号经环境量模拟系统传输至分路器，以供分路器将光信号分为第一路光信号和第二路光信号。

第一路光信号经多路空间距离光波导系统的第一光波导传输至纵向距离分路器，纵向距离分路器包括第一传输距离的第二光波导和第二传输距离的第三光波导。

激光测距仪接收经第二光波导、测距仪耦合装置传输的第一路光信号并记录第一接收时间，以及激光测距仪接收经第三光波导、测距仪耦合装置传输的第一路光信号并记录第二接收时间。

激光测距仪根据发射时间和第一接收时间进行计算处理得到测试数据并反馈给控制计算机，控制计算机将测试数据进行计算处理得到实际测试距离，以及根据发射时间和第二接收时间进行计算处理得到测试数据并反馈给控制计算机，控制计算机将测试数据进行计算处理得到纵向测试距离。

控制计算机根据实际测试距离、纵向测试距离和预设规则计算激光测距仪的性能参数。

优选地，测距仪调整平台将激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置的步骤之前，还包括：

控制计算机发送环境模拟命令至环境量模拟系统，环境量模拟系统根据环境模拟命令模拟不同的环境。

优选地，性能参数包括测距精度和纵向分辨力。控制计算机根据实际测试距离、纵向测试距离和预设规则计算激光测距仪的性能参数的步骤包括：

控制计算机根据公式(1)计算测距精度，以及根据公式(2)计算纵向分辨力。

测距精度＝实际测试距离-标定距离 (1)。

纵向分辨力＝纵向测试距离-实际测试距离 (2)。

优选地，控制计算机发送控制命令至激光测距仪的步骤之前，还包括：

控制计算机接收外部输入的测试总数。

优选地，性能参数还包括准测率和测试效率。根据公式(2)计算纵向分辨力的步骤之后，还包括：

控制计算机判断测距精度是否大于预设精度，若测距精度小于等于预设精度，合格次数加1且测试次数加1，合格次数和测试次数的初始值为0。否则，测试次数加1。

控制计算机判断测试次数是否等于测试总数，若测试次数不等于测试总数，进行下一次测试，否则，获得测试时间和合格次数，根据公式(3)计算准测率以及根据公式(4)计算测试频率。

准测率＝(合格次数/测试总数)*100％ (3)。

测试频率＝测试总数/测试时间 (4)。

优选地，获得测试时间和合格次数，根据公式(3)计算准测率，以及根据公式(4)计算测试频率的步骤之后，还包括：

控制计算机判断有序的多个不同标定距离的第一光波导是否测试完成，若有序的多个不同标定距离的第一光波导未测试完成，在下一个标定距离的第一光波导下进行测试，否则测试完成。

优选地，测距仪调整平台将激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置的步骤包括：

控制计算机发送控制命令至激光测距仪，以控制激光测距仪发出脉冲式的光信号至测距仪耦合装置。

测距仪耦合装置对光信号进行聚焦耦合处理后传输至环境量模拟系统。

光信号经环境量模拟系统传输至分路器，以供分路器将光信号分为第一路光信号和第二路光信号。

第二路光信号传输至光学功率反馈装置，光学功率反馈装置获取第二路光信号的功率值并将功率值发送至控制计算机。

控制计算机判断功率值是否在预设范围以内，若功率值不在预设范围以内，控制计算机发送调整命令至测距仪调整平台，以供测距仪调整平台根据调整命令调整激光测距仪的位置。

本发明通过测距仪调整平台对激光测距仪的位置进行智能调整，提升了激光测距仪调整至合适位置的速度以及精确度。此外，本发明通过切换控制模块对多路空间距离光波导系统的空间距离的调整，致使本发明的测试距离可根据需要进行设定，扩展了本发明的使用范围。此外，本发明通过环境量模拟系统模拟出不同的测试环境，以致本发明能够获得激光测距仪在不同环境下进行测试时的性能参数，以致提升了精确度和可靠性。此外，本发明的多路空间距离光波导系统通过光波导传输光信号，以致进一步地提升了测试中的抗干扰能力。此外，本发明通过多路空间距离光波导系统模拟传输距离，降低了对场地的要求，因此，降低了工程造价成本。

附图说明

图1为实施本发明激光测距仪的性能参数的检测方法的检测系统一种实施例的方框结构示意图。

图2为本发明激光测距仪的性能参数的检测方法一种实施方式的流程示意图。

图3为本发明激光测距仪的性能参数的检测方法另一种实施方式的流程示意。

图4为本发明较优实施例的激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

图1展示了实施激光测距仪的性能参数的检测方法的检测系统的一种实施例。在本实施例中，该检测系统包括激光测距仪10、测距仪耦合装置11、环境量模拟系统12、分路器13、多路空间距离光波导系统14、纵向距离分路器15、切换控制模块16、控制计算机17、光学功率反馈装置18和测距仪调整平台19。其中，激光测距仪10设置于测距仪调整平台19上。测距仪耦合装置11分别与激光测距仪10、环境量模拟系统12。分路器13分别与环境量模拟系统12、多路空间距离光波导系统14、光学功率反馈装置18连接。切换控制模块16分别与控制计算机17、多路空间距离光波导系统14连接。纵向距离分路器15与测距仪耦合装置11连接。控制计算机17分别与激光测距仪10、切换控制模块16、环境量模拟系统12、光学功率反馈装置18连接。

其中，激光测距仪10包括发射端101和接收端102。该发射端101用于发出脉冲式的光信号。接收端102用于接收脉冲式的光信号。

图2展示了本发明激光测距仪的性能参数的检测方法的一种实施例。在本实施例中，该激光测距仪的性能参数的检测方法包括如下步骤：

步骤S1，测距仪调整平台将激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置。

步骤S2，控制计算机发送距离设置命令至切换控制模块，以供切换控制模块根据距离设置命令控制多路空间距离光波导系统设置有序的多个不同标定距离的第一光波导。

需要说明的是，本实施例的多路空间距离光波导系统包括多个光波导，该多个光波导的组合以致多路空间距离光波导系统能够对应过个不同的标定距离。所谓标定距离即为传输距离。所谓光波导包括光导纤维、薄膜波导、带状波导。该光波导也可以为各种光波导光学传输介质。

步骤S3，控制计算机发送控制命令至激光测距仪，以控制激光测距仪发出脉冲式的光信号至测距仪耦合装置并记录发射时间。

步骤S4，测距仪耦合装置对光信号进行聚焦耦合处理后传输至环境量模拟系统。

需要说明的是，本实施例的测距仪耦合装置对光信号进行聚焦耦合处理，具体为：该测距仪耦合装置包括耦合器和共轭透镜。光信号先射入耦合器，再射入共轭透镜，以致光信号聚焦传输至环境模拟量系统。本实施例采用耦合对焦方式，将离散的光信号集中起来，增强了光信号的强度和方向性。

步骤S5，光信号经环境量模拟系统传输至分路器，以供分路器将光信号分为第一路光信号和第二路光信号。

步骤S6，第一路光信号经多路空间距离光波导系统的第一光波导传输至纵向距离分路器，纵向距离分路器包括第一传输距离的第二光波导和第二传输距离的第三光波导。

步骤S7，激光测距仪接收经第二光波导、测距仪耦合装置传输的第一路光信号并记录第一接收时间，以及激光测距仪接收经第三光波导、测距仪耦合装置传输的第一路光信号并记录第二接收时间。

步骤S8，激光测距仪根据发射时间和第一接收时间进行计算处理得到测试数据并反馈给控制计算机，控制计算机将测试数据进行计算处理得到实际测试距离，以及根据发射时间和第二接收时间进行计算处理得到测试数据并反馈给控制计算机，控制计算机将测试数据进行计算处理得到纵向测试距离。

步骤S9，控制计算机根据测距精度＝实际测试距离-标定距离的预设规则计算测距精度，以及根据纵向分辨力＝纵向测试距离-实际测试距离的预设规则计算纵向分辨力。

图3展示了本发明激光测距仪的性能参数的检测方法的另一种实施例。在本实施例中，该激光测距仪的性能参数的检测方法包括如下步骤：

步骤S20，控制计算机发送环境模拟命令至环境量模拟系统，环境量模拟系统根据环境模拟命令模拟不同的环境。

需要说明的是，环境量模拟系统包括多个光学衰减器，环境量模拟系统用于接受控制计算机的控制，通过调整该多个光学衰减器以致设置不同的衰减量。本实施例通过设置不同的衰减量，以模拟出不同的外界环境。

步骤S21，测距仪调整平台将激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置。

步骤S22，控制计算机发送距离设置命令至切换控制模块，以供切换控制模块根据距离设置命令控制多路空间距离光波导系统设置有序的多个不同标定距离的第一光波导。

步骤S23，控制计算机接收外部输入的测试总数。

步骤S24，控制计算机发送控制命令至激光测距仪，以控制激光测距仪发出脉冲式的光信号至测距仪耦合装置并记录发射时间。

步骤S25，测距仪耦合装置对光信号进行聚焦耦合处理后传输至环境量模拟系统。

需要说明的是，本实施例的测距仪耦合装置对光信号进行聚焦耦合处理，具体为：该测距仪耦合装置包括耦合器和共轭透镜。光信号先射入耦合器，再射入共轭透镜，以致光信号聚焦传输至环境模拟量系统。本实施例采用耦合对焦方式，将离散的光信号集中起来，增强了光信号的强度和方向性。

步骤S26，光信号经环境量模拟系统传输至分路器，以供分路器将光信号分为第一路光信号和第二路光信号。

步骤S27，第一路光信号经多路空间距离光波导系统的第一光波导传输至纵向距离分路器，纵向距离分路器包括第一传输距离的第二光波导和第二传输距离的第三光波导。

步骤S28，激光测距仪接收经第二光波导、测距仪耦合装置传输的第一路光信号并记录第一接收时间，以及激光测距仪接收经第三光波导、测距仪耦合装置传输的第一路光信号并记录第二接收时间。

步骤S29，激光测距仪根据发射时间和第一接收时间进行计算处理得到测试数据并反馈给控制计算机，控制计算机将测试数据进行计算处理得到实际测试距离，以及根据发射时间和第二接收时间进行计算处理得到测试数据并反馈给控制计算机，控制计算机将测试数据进行计算处理得到纵向测试距离。

步骤S30，控制计算机根据测距精度＝实际测试距离-标定距离的预设规则计算测距精度，以及根据纵向分辨力＝纵向测试距离-实际测试距离的预设规则计算纵向分辨力。

步骤S31，控制控制计算机判断测距精度是否大于预设精度，若测距精度小于等于预设精度，执行步骤S32。若测距精度大于预设精度，执行步骤S33。

步骤S32，合格次数加1，合格次数的初始值为0。

步骤S33，测试次数加1，测试次数的初始值为0，控制计算机判断测试次数是否等于测试总数。若测试次数不等于测试总数，执行步骤S24。若测试次数等于测试总数，执行步骤S34。

步骤S34，获取完成测试总数的测试所需的测试时间，以及根据准测率＝(合格次数/测试总数)*100％的预设规则计算准测率和根据测试频率＝测试总数/测试时间的预设规则计算测试频率。

步骤S35，判断有序的多个不同标定距离的第一光波导是否测试完成。若有序的多个不同标定距离的第一光波导测试完成，则执行结束。有序的多个不同标定距离的第一光波导未测试完成，执行步骤S36。

步骤S36，跳转是下一个标定距离的第一光波导。执行步骤S24。

图4展示了激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置的一种实施例。在本实施例中，该激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置包括如下步骤：

步骤S40，控制计算机发送控制命令至激光测距仪，以控制激光测距仪发出脉冲式的光信号至测距仪耦合装置。

步骤S41，测距仪耦合装置对光信号进行聚焦耦合处理后传输至环境量模拟系统。

步骤S42，光信号经环境量模拟系统传输至分路器，以供分路器将光信号分为第一路光信号和第二路光信号。

步骤S43，第二路光信号传输至光学功率反馈装置，光学功率反馈装置获取第二路光信号的功率值并将功率值发送至控制计算机。

需要说明的是，本实施例中的光学功率反馈装置包括光学功率计。采用光学功率计采集光信号的功率值更加精准。

步骤S44，控制计算机判断功率值是否在预设范围以内。若功率值不在预设范围以内，执行步骤S45。若功率值在预设范围以内，即激光测距仪已经处于能正常接收脉冲式的光信号的位置，执行结束。

步骤S45，控制计算机发送调整命令至测距仪调整平台，以供测距仪调整平台根据调整命令调整激光测距仪的位置。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种激光测距仪的性能参数的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

测距仪调整平台将激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置；

控制计算机发送距离设置命令至切换控制模块，以供所述切换控制模块根据所述距离设置命令控制多路空间距离光波导系统设置有序的多个不同标定距离的第一光波导；

所述控制计算机发送控制命令至所述激光测距仪，以控制所述激光测距仪发出脉冲式的光信号至测距仪耦合装置并记录发射时间；

所述测距仪耦合装置对所述光信号进行聚焦耦合处理后传输至环境量模拟系统；

所述光信号经所述环境量模拟系统传输至分路器，以供所述分路器将所述光信号分为第一路光信号和第二路光信号；

所述第一路光信号经所述多路空间距离光波导系统的所述第一光波导传输至纵向距离分路器，所述纵向距离分路器包括第一传输距离的第二光波导和第二传输距离的第三光波导；

所述激光测距仪接收经所述第二光波导、所述测距仪耦合装置传输的所述第一路光信号并记录第一接收时间，以及所述激光测距仪接收经所述第三光波导、所述测距仪耦合装置传输的所述第一路光信号并记录第二接收时间；

所述激光测距仪根据所述发射时间和所述第一接收时间进行计算处理得到测试数据并反馈给控制计算机，控制计算机将测试数据进行计算处理得到实际测试距离，以及根据所述发射时间和所述第二接收时间进行计算处理得到测试数据并反馈给控制计算机，控制计算机将测试数据进行计算处理得到纵向测试距离；

所述控制计算机根据所述实际测试距离、所述纵向测试距离和预设规则计算所述激光测距仪的性能参数。

2.根据权利要求1所述的激光测距仪的性能参数的检测方法，其特征在于，测距仪调整平台将激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置的步骤之前，还包括：

控制计算机发送环境模拟命令至环境量模拟系统，所述环境量模拟系统根据所述环境模拟命令模拟不同的环境。

3.根据权利要求1所述的激光测距仪的性能参数的检测方法，其特征在于，所述性能参数包括测距精度和纵向分辨力；所述控制计算机根据所述实际测试距离、所述纵向测试距离和预设规则计算所述激光测距仪的性能参数的步骤包括：

所述控制计算机根据公式(1)计算所述测距精度，以及根据公式(2)计算所述纵向分辨力；

测距精度＝实际测试距离-标定距离(1)；

纵向分辨力＝纵向测试距离-实际测试距离(2)。

4.根据权利要求1所述的激光测距仪的性能参数的检测方法，其特征在于，所述控制计算机发送控制命令至所述激光测距仪的步骤之前，还包括：

所述控制计算机接收外部输入的测试总数。

5.根据权利要求3所述的激光测距仪的性能参数的检测方法，其特征在于，所述性能参数还包括准测率和测试频率；所述根据公式(2)计算所述纵向分辨力的步骤之后，还包括：

所述控制计算机判断所述测距精度是否大于预设精度，若所述测距精度小于等于所述预设精度，合格次数加1且测试次数加1，所述合格次数和所述测试次数的初始值为0；否则，所述测试次数加1；

所述控制计算机判断所述测试次数是否等于所述测试总数，若所述测试次数不等于所述测试总数，进行下一次测试，否则，获得测试时间和合格次数，根据公式(3)计算准测率，以及根据公式(4)计算测试频率；

准测率＝(合格次数/测试总数)*100％(3)；

测试频率＝测试总数/测试时间(4)。

6.根据权利要求5所述的激光测距仪的性能参数的检测方法，获得测试时间和合格次数，根据公式(3)计算准测率，以及根据公式(4)计算测试频率的步骤之后，还包括：

控制计算机判断有序的多个不同标定距离的第一光波导是否测试完成，若有序的多个不同标定距离的第一光波导未测试完成，依序在下一个标定距离的第一光波导下进行测试，否则测试完成。

7.根据权利要求1所述的激光测距仪的性能参数的检测方法，其特征在于，测距仪调整平台将激光测距仪调整至能正常接收脉冲式的光信号的位置的步骤包括：

控制计算机发送控制命令至所述激光测距仪，以控制所述激光测距仪发出脉冲式的光信号至测距仪耦合装置；

所述测距仪耦合装置对所述光信号进行聚焦耦合处理后传输至环境量模拟系统；

所述光信号经所述环境量模拟系统传输至所述分路器，以供所述分路器将所述光信号分为第一路光信号和第二路光信号；

所述第二路光信号传输至光学功率反馈装置，所述光学功率反馈装置获取所述第二路光信号的功率值并将所述功率值发送至所述控制计算机；

所述控制计算机判断所述功率值是否在预设范围以内，若所述功率值不在所述预设范围以内，所述控制计算机发送调整命令至测距仪调整平台，以供所述测距仪调整平台根据所述调整命令调整所述激光测距仪的位置。