CN105674950B - 光电测距仪和包括光电测距仪的测量仪器 - Google Patents

光电测距仪和包括光电测距仪的测量仪器 Download PDF

Info

Publication number
CN105674950B
CN105674950B CN201510844147.3A CN201510844147A CN105674950B CN 105674950 B CN105674950 B CN 105674950B CN 201510844147 A CN201510844147 A CN 201510844147A CN 105674950 B CN105674950 B CN 105674950B
Authority
CN
China
Prior art keywords
geodimeter
light source
amplifier
laser
implemented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510844147.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105674950A (zh
Inventor
雷托·施图茨
J·辛德林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hexagon Technology Center GmbH
Original Assignee
Hexagon Technology Center GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hexagon Technology Center GmbH filed Critical Hexagon Technology Center GmbH
Publication of CN105674950A publication Critical patent/CN105674950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105674950B publication Critical patent/CN105674950B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00—Measuring angles
    • G01C1/02—Theodolites
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4818—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/3027—IV compounds
    • H01S5/3031—Si

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

光电测距仪和包括光电测距仪的测量仪器。一种具有类激光光源的测距仪。本发明涉及具体用于激光扫描仪、激光跟踪仪、断面仪、经纬仪或全站仪的测距仪。在本发明的一具体实施方式中，所述测距仪的被设置用于发射脉冲化光信号的光源在此被设置为光纤放大器(例如，EDFA，即，掺铒光纤放大器)，其通过按脉冲化方式操作的超辐射发光二极管(SLD)以光学方式泵浦。

Description

光电测距仪和包括光电测距仪的测量仪器
技术领域
本发明涉及测距仪的类激光光源，特别是用于激光扫描仪、断面仪(profiler)或经纬仪的类激光光源。
背景技术
在电子或光电测距领域已知各种原理和方法。一种方法包括向要测量的目标发射脉冲化的电磁辐射(举例来说，如激光)，并且随后接收来自作为散射回的物体的该目标的回波，从而基于该脉冲的渡越时间，来确定相距要测量目标的距离。这种脉冲渡越时间测量装置当时作为许多领域的标准解决方案具有优势。
然而，目前配备有激光源(例如，根据具有高测量准确度、具体具有地距离噪声的激光扫描仪)的测距仪通常在由此生成的数据点云内展示诸如强度噪声的伪像，指示其中的波状、崎岖表面，而不是实际上呈现所采样和要成像的平滑、平坦表面。出现激光的强度噪声按已知方式显现，特别是在利用激光瞄准粗糙表面时。这里，散射回的光在亮度上具有颗粒状粒化作用。
这种颗粒状干涉现象指示散射光的“斑点状图案”，或者简称“斑点”，该现象可以在以光学方式照明粗糙物体表面，并且在时间和空间两方面充分相干以造成这种现象时观察到。造成这种情况的光散射表面的不均匀性在此具有数量级在激光波长与几十微米(μm)之间的尺寸。
当高相干光辐射入射在不均匀表面上(在当前情况下，入射到具有粗糙表面的物体上)时产生斑点；该光随后透射或反射并且沿检测器的方向传播。所散射光展示前述粒化作用。所散射辐射沿传播方向具有不规则场和强度分布以及近似雪茄状形状 (具有高能量密度的区域)。接着，粒状强度分布可在距离传感器的接收透镜上观察到。所接收功率、并因此接收信号在具有激光束的扫描仪在要测量物体上移动时不规则地改变。这些效应提供了该物体的不自然亮度再现。而且，该距离测量值有噪声。
术语斑点被用于单个光点和用于整个干涉图案两者。根据所采用成像系统，在“主观”斑点与“客观”斑点之间进行区别。如果该斑点不借助于透镜部件或其它光学装置而直接成像到屏幕或相机上，则这被称为“主观”斑点。
在“客观”斑点的情况下，可以在被激光所照明的表面周围容易地借助于作为投影面的纸张而观察到斑点分布或其中变化。这些干涉图案中的斑点的平均尺寸主要根据相干激发光的波长、该激发光束的直径或者等效于其的直径、照明面积的大小以及关联的几何形状来确定。
相比之下，在“主观”斑点的情况下涉及借助于光学系统(这包括人眼)来成像该干涉图案。如果通过散射物体生成的光图案借助于光学系统成像，则该图像中的斑点图案被称为“主观”的，并且平均斑点尺寸因而取决于该成像系统的光学参数，举例来说，如焦距f和光瞳直径de。
如果光源具有多种模式M，例如，采用像脉冲化Fabry-Perot(FP)激光二极管的方式，则创建有关平均独立斑点场的M。这些M场不相干地叠加，当在目标物体上扫描激光束时的接收信号强度的强度和以及变化根据因子(M的平方根)来缩减。对于光谱宽带光源(举例来说，如超辐射发光二极管(superluminescent diode，SLD))的情况来说，因该光谱比在常规多模式激光二极管的情况下更宽而放大了这种平滑效应，而且，SLD的光谱没有间隙。
可以计算接收光瞳处(而且对于接收二极管的情况来说，在视场光阑处)的斑点的典型直径。该平均斑点直径近似为：
这里，“Dist”意指照明表面与接收光瞳之间的距离，而“dspot”意指照明表面上的光束直径。
对于靠近目标的情况下，该斑点趋于具有精细粒化作用；这随着距离增加而增加。如果激光器的测量光被聚焦到无穷大，则可以观察到，该斑点尺寸在几十米(m)的距离之后不再增加，并且其近似地假设为透射光瞳中的透射射束的范围。
dspeckle＝dTX
为了能够定量地描述斑点，必需更详细地考虑从粗糙表面散射回的光的电磁场。这里，该电磁场在幅度和相位上改变。数学上，这种相量按复数形式描述为实和虚场分量的组合，其中，在最简单情况下，两者可以被假定为根据经由散射过程的高斯函数来分布。场幅度和相位的量值的关联分布是Rayleigh分布或“平等”分布。在接收孔的一个点处的散射相干光的强度的分布密度函数是负指数；
这里，“I”意指在一点处测量的强度，而“Im”意指辐射场的强度的平均值。利用点状检测器测量的这种单色辐射的对比度CON是CON＝1。
存在许多用于限定斑点对比度的约定。频繁采用的一个如下，其示出了与信噪比的关系：
强度的对比度：
对比度的缩减：
对于单色激光的情况来说，如同在DFB激光二极管的情况中，M＝1。因此，对比度CON为100％，而在不同点处测量的强度按100％散射。归一化亮度散射的这个值容易借助于该强度的关联统计学分布密度来得到(负指数分布)。
对于具有多个模式M的光源的情况来说，对比度(并因此强度噪声)按比例降低至M的平方根。
对于具有多个模式M的这种光源的情况来说，例如，采用像脉冲化Fabry-Perot激光二极管的方式，创建有关平均独立斑点场的M。这些大部分不相干地叠加，当在目标物体上扫描激光束时的接收信号强度的强度和以及变化随着根M而缩减。
下面的方程针对具有M个模式的光源，指定在测量点的强度的分布密度。该方程还应用至空间平均化过程，如在具有M个横向相关单元的大接收孔的情况下发生的，即，在接收孔中存在M个斑点。
归一化强度：
平均强度：Im:＝0.5
的分布密度：
这里，Γ(M)指示伽玛函数。
这里，目标物体表面的深度粗糙度同样发挥作用。如果该表面仅具有很少粗糙度，或者如果该表面的横向条件太均匀(横向相关长度)，则电磁场的向后散射分波的相位没有充分地去相关，而且斑点指示剩余亮度变化，其位于指数分布与具有完全平滑斑点的Rice分布之间。
目标物体上的激光点的横向尺寸还影响所测量点云的质量。该亮点的所观察尺寸，而且该距离误差的区域(<0.5mm)即使仅仅是很小，当测量均匀表面时，也与被扫描物体上的激光点的尺寸具有一关系。对于物体扫描的情况来说，该激光束在表面上扫描，并且斑点图案在测距传感器的检测器上改变。该斑点图案显现为连续但流动性地改变。物体上的激光测量点一经移动一个射束截面，图案的形成就被去相关。因为系统性距离测量偏差还链接至斑点分布，所以所测量表面展示波状距离偏差(崎岖表面)。
根据现有技术，用于大地测量或工业测量仪器的测距传感器通常配备有激光器作为光源。下列被典型用作激光器：
-在所有情况下利用单模或多模光谱具体实施的激光二极管和固态激光器，其中，该多模光谱通常具有大约1.5nm的宽度；
-所谓的“种子光纤放大器”(即，放大来自激发光源的光的光纤放大器)；
-光纤激光器；
-“高辐射LED”(发光高功率二极管)。
除LED外，前述所有光源都结合有从自然散射或反射表面散射回的光的明显粒状强度分布的缺点。“高辐射LED”具有低射束密度的缺点，并因此不被用于对扩散性散射目标的测量。LED的调制速度也受限。最短的信号增加时间大约为几纳秒。作为太低调制带宽的结果，这种二极管不再被用于具有高准确度的信号灵敏测距仪。
因为斑点是空间上和时间上相关照明的特殊现象，所以该斑点对比度和斑点影响可以通过各种措施来缩减。通过示例的方式，下列技术被已知用于缩减斑点：
-移动目标物体上的发送光点；
-径向移动接收透镜；
-横跨射束方向沿发送射束移动或振动扩散器；
-利用具有小散射角的扩散器；
-横跨激光束在发送通道中利用具有反定向移动的两个扩散器；
-利用“偏振分集”，即，同时发射具有不同偏振状态的光。
因为目标物体上的光点应当尽可能小，所以倘若物体没有非常近地设置，并且发送光学单元可按光点在目标物体上保持足够小范围的这种方式聚焦，那么空间相关的缩减通常是不可能的。(短语“足够小范围”在这种情况下，应被理解成意指与光的衍射极限相比仍非常大的尺寸)。
另一方面，时间动态扩散器可以缩减空间相干。这里，例如，动态扩散器可以被具体实施为移动全息图、振动相物体、液晶、光学移相器或具体实施为EO相位调制器。然而，所以这些处理的缺点是这些增加了射束发散性。具体地，横跨整个射束截面的恒定相移因斑点沿散射方向拉长的结构而在衍射远场不利。
一些方法结合了斑点场的时间平均化，对此，需要特定量的积分时间。然而，因为将扫描用作非常快速的测量过程(测量速率典型为1Mpts/s或以上)，所以这些平均化过程不可使用。
作为另一过程，斑点缩减可以通过观察/测量扩展接收空间来获取，在该情况下，通过接收孔观察到一个以上的斑点。检测器表面处的光点的粒度利用多个斑点上的累积强度而变得更精细。在接收二极管处累积的该强度在强度方面具有缩减变化。
然而，因为现代测量仪器的尺寸变得更加小，所以针对其自身的有效平均化和因此的斑点缩减是不足的。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种用于测量仪器，具体为激光扫描仪、断面仪或经纬仪的光源，借助于其，避免或至少最小化了结合高相干光源的缺点，具体地，生成斑点和虚假距离测量以及由其得到的要测量物体表面的图像，并且，借助于其，最小化测量距离噪声。这里，还作为本发明的目的是，同时使得能够高精度测量该表面。
本发明的另一目的在于，抑制斑点所致的强度噪声，以便获取该物体的尽可能接近真实的、具有非虚假亮度分布的图像。
本发明涉及用于测量仪器的、具体用于激光扫描仪、激光跟踪仪、断面仪、经纬仪或全站仪的光电测距仪。
在这种情况下，所述测距仪包括用于发射至少一个光信号(具体用于发射光脉冲)的发光装置，和用于检测从一目标物体散射回的所述光信号的接收器。利用控制与估计组件(例如，基于脉冲渡越时间测量方法)，来确定相距该目标物体的距离。
与现有技术形成对比，根据本发明的发光装置由作为主光源的至少一个光谱宽带光源(即，发射光谱宽带光的半导体组件)构成，和设置在该主光源下游的光学放大器，对此，所述主光源因此用作种子源。
具体地，所述光学放大器的有源泵浦介质用作没有谐振器的光放大器(即，没有光学谐振器)。这里，所述光学放大器可以被设置并具体实施成，利用具有短和/或长占空比的调制序列来操作。
根据本发明，有利的是，用于所述光学放大器(其被具体实施为光纤放大器)的种子源可以是具有光谱宽度在7nm至50nm之间的超辐射发光二极管(SLD)(具体地，其中，该光谱因而被大致无间隙地覆盖在该宽度内)。
由此(一般来说)，作为用于所述光学放大器的种子，被讨论的所述主光源可以具体为二极管(例如，超辐射发光二极管或高辐射(high radiance)LED)，其就设计而言类似于激光二极管，但在没有激光谐振器(或空腔)的情况下具体实施。
然而，另选的是，根据本发明，还可以使用多模激光二极管作为主光源(即，作为用于所述光学放大器的种子)(例如，具有多模发射的Fabry-Pérot激光二极管)。由此，具体地，所述主光源被可以具体实施为半导体激光二极管，其发射具有多个谱线的多模和多色光。具体地，所述主光源还可以被具体实施为宽条纹激光二极管或 VCSEL(垂直腔表面发射激光器)激光二极管，其发射空间多模和多色光，具体具有10μm至300μm之间的空间发射宽度。
在本发明的范围内，根据第一选项，所采用的测距发光装置的所述主光源可以相应地直接调制本身(即，通过对应电流直接电控制，借助于其，操作所采用的发光半导体组件)。然而，另一方面，还可以使用外部调制，其中，该发射二极管(即，主种子光源)按连续模式操作，并且所发射光接着通过“外部仪器”以光学方式调制(举例来说，如声光调制器AOM或电光调制器EOM)(例如，参见“外部调制LED(externally modulated LED)”)。
通过示例的方式，脉冲渡越时间测量所需的光脉冲接着可以通过两个调制选项来生成，例如，具体地，其中，作为其结果，接着以500kHz至10MHz之间的重复率发射脉冲。
而且，所述种子光源例如还可以按突发模式操作，其中，作为其结果，可获取彩色延迟对该距离测量的影响的减小。
根据本发明，为了确保最高可能的局部测量分辨率，其具体为被讨论用于所述距离测量的那些光源，其按空间单一模式或近似对应于TEM00模式的分布图的模式组合来发射。时间平均化的实例也更加复杂，还使得能够以一兆赫兹或以上的测量速率快速测量。而且，如果目标物体上的每一个测量点仍被希望借助于单一激光脉冲来记录，则仅可以预期用于缩减斑点对比度或斑点噪声的时间并行处理。
按照根据本发明的构思，(与发射相干光的常规激光源相比)这可通过对所述光源的显著光谱加宽来实现。
具体地，如前面已经提到的，根据本发明，应当将超辐射发光二极管(SLD)用作主要种子光源。根据该类型，光谱宽度处于7nm与50nm之间。选择光谱展示无间隙的SLD(作为其结果，使对所述斑点的特别有效的噪声抑制成为可能)在这种情况下特别有利。
然而，作为唯一的光源，SLD光源对于距离测量技术方面的应用来说不够强劲。当前最强光源实现小于50毫瓦。相比之下，常规的激光二极管实现多达10瓦特的功率，宽条纹激光器实现多达几百瓦特的功率，而VCSEL阵列实现高于1000瓦特的功率。
根据本发明，为了确保所述发光装置生成足够高的功率，将光学放大器设置在所述SLD下游。
本质上，三种类型的光学放大器是可用的：
-掺杂有稀土金属的光纤放大器(YDFA、EDFA、…)；
-基于光纤的Raman放大器(SiO2、…)；
-半导体放大器(SOA)；
-晶体放大器，如正反馈放大器和光学参数放大器(OPA)。
原则上，根据本发明，没有谐振器的有源泵浦介质可以用作光放大器。
最有效的放大器是掺杂有稀土金属的玻璃或晶体。Raman放大器具有小于大约20dB的放大率因此不太适合；基于半导体(InGaP、GaAs、InGaAs、…)的放大器(SOA) 对于具有短占空比的脉冲化操作来说不够强。基于稀土金属的放大器的特殊变型例是光纤放大器。这些特别有效并且具有紧凑形式。
根据本发明，作为主光源的SLD因此优选地与光纤放大器组合。这里，可以将Y、Yb、Pr、Ho、Tm或Er用作掺杂剂。混合掺杂也是可以的，例如与Pr和Ho一起。利用这种方式，可实现附加波长范围中的放大。
有利的是，可以选择这种光纤放大器，其具有大于衍射极限的光纤芯径，具体具有所谓的“大芯”光纤。因此，通过具有大发射表面的种子源所发射的光(即，通过具有大发射表面的主光源发射的光)还可以有效地耦合到该放大器中。
为了实现本发明的目的，具有SLD(或区域发射高辐射LED)和光纤放大器的组合的发光装置具体提供了下列优点：
-性能、光谱不相干光源；
-所述斑点场的亮度对比度缩减；
-关于光谱和空间分布两者的调制误差的更好统计学分布或平均化；这两者都在“TOF”和类似相位调制的情况下。
这里，“TOF”调制被理解成为利用突发包或调制脉冲之间的具有小占空比的每测量点单一发射(shot)或几个发射进行调制(针对根据脉冲渡越时间原理的距离测量)。这里，“相位”调制被理解成，意指利用调制脉冲之间的、具有大占空比(即，小暂停) 的连续波状周期性或伪周期性发射的调制(对于原理上根据相位测量的原理所带来的距离测量)。
还可以将多个SLD设置在所述光纤放大器上游，作为种子。
根据其，例如，显现下列效果：
-没有斑点或者仅很弱的斑点、更小的强度分布，更自然的强度图像：
-物体没有“崎岖表面”；作为其结果，具体地，同样很少距离噪声。
即使对于具有低粗糙度的表面的情况来说，这仍具有良好(即，高)的信噪比(SNR)。这是因为向后散射辐射(散射的球面波或偶极波的相量)之间的相关性随着粗糙度的标准偏差减小而增加。然而，根据本发明的光源的宽光谱抵消这种相关性。
根据本发明的用于缩减对比度的另选或附加或补充措施涉及所述测距仪的接收光瞳中的斑点。
在所述接收光瞳的位置处的平均斑点直径dspeckle近似为：
如果激光器的测量光被聚焦到无穷大，则可以观察到，该斑点尺寸dspeckle在几十米(m)的距离之后不再增加，并且假设近似地是透射光瞳的范围dTX。
dspeckle＝dTX
因此，斑点缩减可以利用比所述透射孔(TX孔)更加大的接收孔(RX孔)来实现。由此同时捕获的许多斑点有助于所述强度的平均化。通过示例的方式，如果将M 个斑点引导到所述检测器上，则该信号的散射随着M的平方根而缩减。如果所述接收光学单元未聚焦到所述目标物体上而是聚焦到无限大距离上，则所述粗糙表面的许多散射媒介物(scattering agent)处于所述接收光学单元的点扩展功能的Airy分辨率内。结果，整个透射光点在所述目标物体上变得可见，并且更大面积或范围有助于可能的相位去相关。作为该扩展视图的结果，所述物体处的总体照明区域和因此更大数量的横向去相关散射媒介物(agent)有助于由所述检测器形成的空间点。因此，存在斑点所致信号变化的平均化处理。
这两个发明步骤(SLD/LED和大接收孔)的组合生成具有很少噪声和良好信噪比的接收信号，具体归因于：首先，杂散场的缩减粒化作用；其次，作为所述检测器上的附加平均化的结果的缩减强度噪声。
所述接收器上的强度散射随着激光模式或光谱线的数量增加而减少。这可以通过强度直方图中的更窄的分布曲线而看出，更窄的分布曲线在平均强度周围更加紧密地放置。
根据本发明，用于缩减对比度的方法根据该事实而显现：这是因为还在借助于大接收器面积同时接收许多斑点时生成统计上可比较的平均化效果，如上已经描述的。
随着所述接收光瞳中的斑点的数量增加而生成在入射在所述接收透镜中的斑点上的累积效果。结果，缩减所述接收信号的亮度变化。因此，还缩减斑点对比度并且削弱信号变化。
关联对比度功能的统计学计算导致和上面所指定的相同的公式；这里，M表示所述接收光瞳中的或者所述视场光阑上的斑点的数量(M＝所述测量接收光瞳内的斑点相关性单元的数量)。
因此，根据一个实施方式，根据本发明的测距装置配备有接收孔或接收光瞳，其与透射孔相比尽可能的大。这所确保的是，针对第一近似值，实际上独立于该距离范围接收大量(M)的斑点。结果，缩减斑点对比度，或者等同地，增加了信噪比(SNR)。利用该措施，测量具有低亮度变化的更自然图像。该距离测量还展示了所登记距离值中的更小变化。
所述物体的粗糙度还影响所述斑点的亮度分布。该表面越粗糙，接收光就越均匀，但仅直至特定极限，该特定极限还精确地取决于光源的多向色性和接收孔的尺寸。
所述目标物体处的激光点的横向尺寸还影响所测量坐标的质量并因此影响点云的质量。
这可以被如下地解释：脉冲化的、或以其它方式调制的测距仪的光源具有所谓的色彩延迟。该延迟描述了作为光源波长的函数的距离偏移。因为每一种模式或每一个波长生成其关联的斑点场，并且斑点分布还取决于被照射表面的粗糙度，所以还存在针对该距离偏移的影响。因此，经由该色彩延迟和相应的斑点分布而生成了波状距离偏差。如果激光点现在在目标物体上位移至少一个射束直径，则与前一测量不相干的最近构成的粒状光场和由此的距离偏差被创建。
利用根据本发明的用于测距仪的光源，该光源在一具体实施方式中包括SLD和光纤放大器，强有力地削弱了斑点的强度变化和与生成波状距离偏差有关的影响。SLD 的光谱宽度Δλ基本上比激光二极管的光谱宽度宽大约10倍。而且，该光谱没有中断。这种连续性增加了斑点对比度的缩减。
对于一示例性计算来说，假定下列参数。
λo:＝660·10-9 Δλ:＝30·10-9 σh:＝500·10-6
这里，λo是平均波长，Δλ是光源的光谱宽度，而σh是目标表面的深度粗糙度。
因此，下列显现为亮度对比度：
由此，针对高度相干辐射，强度变化仅为4.8％，而不是100％。
上面的近似公式应用于该表面的假定高斯分布光谱和假定高斯分布粗糙度。该公式针对诸如SLD的光谱宽带(Δλ)光源的情况转而示出表面粗糙度σh还有助于缩减对比度。
如果SLD被亚纳秒脉冲调制，则色彩延迟(其还影响绝对距离测量准确度)也较小。结果，可以获取没有衰减或者至少强力衰减的波状距离偏差。
不寻常的是，该检测器的位置处的空间相关性在白光源的限制情况下不消失。剩余空间对比度功能(能见度)通过根据天文学已知的Cittert-Zernike理论来描述。根据本发明的排布结构通过该不相干照明与相干照明之间的中间情况来特征化。
附图说明
下面，基于在附图中示意性地描绘的具体示例性实施方式，按完全示例性方式，对本发明进行更详细描述，并且还讨论了本发明的进一步优点。详细地说：
图1示出了电光测距仪的示意图；
图2示出了根据现有技术的渡越时间测量方法的示意图；
图3示出了根据现有技术的用于向后散射光信号的采样方法的示意图；
图4示出了针对单模式、双模式、六模式以及十模式激光器(M个离散激光波长) 的作为归一化强度Ik的函数的分布密度的分布图，如在多色光源情况下用于缩减斑点对比度的选项的例示图；
图5示出了针对不同程度的表面粗糙度σ的亮度分布p(I)的概率；
图6示出了利用根据现有技术的测距仪的典型测量排布结构；
图7a示出了在测距仪的接收透镜的截平面中的斑点分布，其针对单色测量光源显现在相距光散射物体15m的距离处；
图7b示出了与图7a相关联的斑点的强度的频率分布；
图7c在与图7a类似的例示图中，示出了在接收透镜的截平面中的斑点分布，其针对具有5种激光模式的多色测量光源显现在相距光散射物体15m的距离处；
图7d示出了属于来自图7c的图像数据的斑点的频率分布；
图7e为了与图7a相比较，示出了在接收透镜的截平面中的斑点分布，其针对单色测量光源显现在相距光散射物体5m的距离处；
图8示出了根据利用单色光源的测量排布结构的由图像估计得到的距离值的明显偏移和散射，作为相距光散射物体的测量距离的函数，借助于其，观察如图7a、7c 以及7e所描绘的斑点分布；
图9a示出了在多峰发射和脉冲化操作方法的情况下的FP(Fabry-Perot)激光二极管的光谱；
图9b为了与图9a相比较，示出了在单模发射和脉冲化操作方法的情况下的DFB激光二极管的光谱；
图9c示出了在脉冲化操作方法的情况下，作为用于根据本发明的测距仪的光源的构成部分的、具有没有谱线的宽带发射的SLD二极管的光谱；
图10示出了在来自激光二极管的种子光单一通过放大器之后，基于Er3+玻璃(左侧)与Er3+ZBLAN(右侧)，利用光纤放大器下游的多峰激光二极管的信号的光谱发射分布图；
图11示出了关于生成调制激光源的所谓“色彩延迟”或“色彩距离偏移”的例示图，作为用于利用光源生成“崎岖”表面的机制，其光谱在图9a中按示例性方式进行了描绘；
图12示出了用于基于通过DFB激光器扫描的两个表面示例，来阐明由斑点导致的假定测量表面粗糙度(崎岖表面)的问题的例示图；
图13示出了用于根据本发明的测距仪的、根据本发明的光源的示意图，包括作为主光源的SLD和沿光学路径设置在SLD下游的光学放大器；
图14示出了借助于在具有大范围的接收光瞳的接收图像上的统计学平均化，来阐明斑点的影响或对比度缩减的例示图；以及
图15示出了利用根据本发明的宽带光源和接收孔与透射孔的大孔比率的测量结果，其图像应当与图12的左半部分中的例示图相比较。
具体实施方式
图1示出了根据脉冲渡越时间原理的电光测距仪1的示意图。测距仪1中设置有发光装置2和接收器3。发送器2发射光脉冲4a，其在目标5(例如，物体表面)处反射或向后散射之后再次被接收器3检测到，作为向后散焦光脉冲4b。根据本发明，还可以代替光脉冲来使用连续调制发送信号。
这里如根据现有技术充分公知的，接收器3可以利用检测器(例如，雪崩光电二极管(APD))与设置在该检测器下游的信号处理电子装置构成。
在一专门实施方式中，而且，该设计还可以具有接收二极管，该接收二极管由多个区段构成，具体地，多区段PIN二极管或APD。用于测距仪的接收二极管的这种设计例如在具有申请号EP14185404.2的欧洲专利申请(2014年9月18日在EPO提交)中进行了描述。
同样如在原理上已经根据现有技术已知的，该接收器(即，光学接收路径)可以配备有固定焦点或者自动聚焦。
如在图2的示意图中说明的，该距离(如本身已知的)可以根据渡越时间T来建立，该渡越时间作为发射光脉冲4'的开始时间S与向后散射光脉冲4"的接收时间之间的时间差(这通过控制与评估组件来执行)。这里，该接收时间通过估计信号脉冲s(t)的特征来建立，例如，根据所超出信号域值或者根据所确定积分脉冲分布图的形心。如上提到，用于测量渡越时间T的其它处理在该域值方法中也可用，举例来说，如将接收信号转换成双极信号并且随后确定零交叉。
图3阐明了根据现有技术的用于向后散射光信号的采样方法的原理。接收信号6a或其信号分布图按不同时间7或者指配时间间隔采样，以使可以得到信号形式。结果，对于确定渡越时间来说，可以更精确地并且按可更好比较的方式得到发射时间和接收时间。
图4例示了用于在多色光源的情况下的斑点对比度缩减的选项。
如果光源具有多种模式M，例如，采用像脉冲化Fabry-Perot激光二极管的方式，则生成有关平均独立斑点场的M。这些不相干地叠加，当在目标物体上扫描激光束时的接收信号强度的强度和与变化根据M的平方根来缩减。
图4示出了针对一种、两种、六种以及十种模式或离散激光波长M的、作为归一化强度Ik的函数的分布密度p(I,M)的分布图。
该分布密度可以计算如下：
归一化强度：
平均强度：Im:＝0.5
所述接收器上的强度散射随着激光模式或光谱线的数量增加而缩减。这根据可以环绕平均强度更紧密地放置的更窄分布曲线而看出。
图5示出了针对不同程度的表面粗糙度σ的亮度分布P(I)的概率。该图形中心的箭头阐明在粗糙度增加时的分布最大值的偏移。而且，可以看到一类饱和效应，其中，对于表面粗糙度进一步增加的情况来说，强度对比度未进一步减小。对此的理由在于光源的限制多向色性。针对该图形，假定仅具有6个波长的光源；因此，该平均化处理仅包括6个被加数。
物体的粗糙度因此还影响斑点的亮度分布。表面的增加粗糙度伴随着更均匀的接收光，但仅直至特定极限，其还精确地取决于光源的多向色性和接收孔的尺寸。
图6示出了利用根据现有技术的测距仪1的典型测量排布结构。从其透射孔TXA起，测距仪1沿要测量的物体5的方向发射相干测量光的发送射束TX，作为其结果，在那里生成碰撞测量光的光点8。用于距离测量的、被物体反射的光RX具有多个斑点 9，其在碰撞测距仪1的接收孔RXA的空间中生成具有粒状强度分布的斑点场10。
图7a至7e例示了在不同目标或物体距离的情况下在测距仪的接收透镜处的典型斑点图案。
这里，图7a示出了在接收透镜的截平面中的斑点分布，其针对单色测量光源显现在相距光散射物体15m的距离处。存在没有光的多个点。对于单色照明的情况来说，这些甚至是最频繁的。
图7b示出了斑点的强度I(斑点)的关联频率分布f。在接收器区域上“测量”的强度值的频率是负指数的，如对于准单色光来说是典型的。这种分布具有大约100％的对比度值。竖条是根据与来自图7a的图像数据有关的模拟的值，而点跟随根据理论指数分布的分布图。
图7c在与图7a类似的例示图中，示出了在接收透镜的截平面中的斑点分布，其针对具有5种激光模式的多色测量光源显现在相距光散射物体15m的距离处。与图7a相比，特别显眼的，几乎不再有没有光的任何点。
在数量上，该效果根据图7d中的、属于图7c的图像数据的斑点的频率分布来确认。其现在清楚地偏离由点指示的指数分布(针对单色光)，特别是在低密度值区域中。相反的是，该分布接近高斯曲线：亮度组有关平均亮度值的变化和沿水平轴的散射与单色光相比变得更小。没有光的点现在不再是很可能的了。在5种激光模式下期望的亮度对比度CON为45％，并因此大致小于100％。竖条是根据与图7c有关的模拟的对应值。
图7e为了与图7a相比较，示出了在接收透镜的截平面中的斑点分布，其针对单色测量光源显现在相距光散射物体5m的距离处。该模拟图形示出了，接收器表面上的斑点尺寸随着距离减小而变得更小。斑点的影响由此还可以取决于相距光散射物体的距离。
图8示出了根据利用单色光源的测量排布结构的由图像估计得到的距离值的明显偏移Δd和散射σd，作为相距光散射物体的测量距离d的函数，借助于其，观察如图7a、 7c以及7e所描绘的斑点分布。在该排布结构中，该距离噪声σd大约为1mm，并且随着距离增加而减小。
图9a示出了在多峰发射和脉冲化操作方法的情况下的FP激光二极管的典型光谱。本质上，该光谱具有大约M＝10的纵模。这里，所发射中心波长λ0为825.5nm。具有这种短波长的种子辐射可以借助于晶体放大器带来用于大地测量LIDAR所需的发射能量。在波长1500nm下与掺Er光纤放大器(EDFA)相组合的Fabry-Perot种子激光二极管根据本发明更多。首先，1500nm FP激光二极管典型地具有至少20种激光模式，并且EDFA是具有成本效益的。在这种布置中，希望对比度缩减至CON<25％。
为了与图9a相比，图9b示出了具有单模发射和脉冲化操作方法的DFB激光二极管的光谱。水平标绘，即，描绘为“x轴”是从1543.98nm至1553.98nm的测量光谱范围λ，而垂直于其的标绘，即，描绘为“y轴”是测量的相对强度。可根据峰值标识的发射波长近似为1549nm。
光纤放大器通常利用DFB激光二极管作为“种子激光”来操作，以便将放大的自发发射抑制成最佳可能范围。然而，DFB激光器的不利之处在于，它们生成强斑点对比度。因此，按照根据本发明的模型，优选的是，使用具有光谱宽带发射的种子源。
图9c示出了在脉冲化操作方法的情况下，作为用于根据本发明的测距仪的光源的构成部分的SLD二极管的光谱，与没有谱线的宽带发射。这里描绘了采用任意单位 (a.u.)的将最大值归一化至1的相对强度I，作为按纳米(nm)测量的波长λ的函数。用于根据本发明的测距装置的这种光源(SLD)具有宽度为至少5nm和至多50nm的连续且宽泛的光谱。所发射中心波长大约为1550nm(SLD-761-HP2-SM-1550)。所以，光学调制信号足够强，SLD与光学放大器(优选地与EFDA)相组合。
图10示出了在来自种子源的种子光单一通过放大器之后，基于Er3+玻璃(左侧) 与Er3+ZBLAN(右侧)，利用光纤放大器下游的光谱多峰激光二极管的信号的光谱发射分布图。放置在线谱下的连续曲线示出了“ASE”(“ASE”＝放大器的放大自主发射) 光谱。这里采用的光纤放大器未配备有ASE带阻滤波器。通常来说，光学带阻滤波器还被插入到射束路径中，所述带阻滤波器仅允许发射线谱的光谱范围。
图11描绘了调制激光源的以毫米(mm)为单位测量的所谓“色彩延迟Δdchrom”或“色彩距离偏移”，作为用于利用光源生成“崎岖表面”的机制，其光谱在图5 中按示例性方式进行了描绘。“色彩延迟Δdchrom”或“色彩距离偏移”生成测量表面的装置高度差异(即，装置波度或粗糙度)，其作为斑点影响的结果，在距离测量的得到结果中加以反映。
更精确地表达为：“色彩延迟”描述光脉冲的波长相关渡越时间。因为波长被指配给斑点并且特定距离偏移依次被指配给每一个波长，所以每一个斑点场都生成固有测量距离。连接至斑点图案(其碰撞距离测量接收器)的强度随机分布并且根据表面和距离改变；这导致当在要扫描的物体上移动激光束时测量的明显距离变化。
-当在要测量的物体表面上扫描激光束时测量具有偏差的距离值。
-该偏差与激光点的横向范围相关联。
因此，借助于色彩延迟和相应斑点分布来生成测量表面处的波状距离偏差(即，测量数据方面)。
半导体激光器二极管的和超辐射发光二极管(SLD)的“色彩延迟”平均起来可以经由所谓的突发调制显著缩减。这里，其不是按纳秒范围发射的单一光脉冲，而相反，是同一时段内的整个脉冲串。这需要专门的电子致动，其可借助于板上芯片技术来实现。
图12基于通过DFB激光器扫描的两个表面示例阐明了由斑点导致的假定测量表面粗糙度或波度；左侧示出了管式物体的弯曲表面，而右侧是平表面。该表面示出了不对应于表面的实际条件的明亮/暗淡图案(“不均匀强度”)和粗糙度。
图13示出了根据本发明的用于测距装置的发光装置2的一示例性实施方式的示意图，包括作为主光源11的SLD和沿光学路径设置在SLD下游的、被具体实施为光纤放大器的光学放大器14(并且通过SLD“种子化”，即，“SLD”种子化光学放大器)，并因此阐明本发明的第一方面，即，通过选择理想的光源以供使用来缩减斑点的干涉影响。来自SLD的发射光经由光波导11和光隔离器13馈送至光纤放大器14。所述光纤放大器例如包括ASE滤波器15、光耦合器16以及泵浦激光器17。来自SLD的放大的光接着在光源输出部18处离开光纤放大器14，从此，其可用于距离测量。
光纤放大器14的光波导和随后的输出光纤18通常被具体实施为空间单模光波导。然而，同时还已经变得已知和可用的是光波导，其具有大于衍射极限(大芯光纤)的芯直径，并且仍然还生成几乎纯基本模式发射；这通过强力缩减的模间散射行为来实现，而结果，光纤基本模式在直至几米的光纤长度的长度上加以保持。光纤芯直径在这种情况下在单模条件下展开直至大约3×，其对应于波长1.55μm的情况下的15μm 芯半径。这种“大模场”光波导的有利之处在于，即使利用平坦发射LED或宽条激光二极管，光也可以有效地耦合到放大器光纤的芯中。宽条激光器具有多模线谱，其具有位于其下的连续LED状发射组件；这有效地缩减了斑点对比度。
除了SLD以外，例如在智能电话中使用的具有局部或缺乏相干性的其它光源(如VCSEL、OLED、高辐射LED或最小化气体放电灯)还适于作为主光源11。
图14阐明了本发明的第二方面，即，借助于在具有大范围的接收光瞳的接收图像上的统计学平均化并且利用接收孔RXA(其中，接收通过多色光源所导致的接收斑点图案)，来阐明斑点9的影响或对比度缩减，其中，与发射测量光的光源的透射孔TXA 相比，该接收孔RXA更加大。
在典型测量装置中，至少在中等和大距离下，平均斑点尺寸近似对应于透射孔TXA。如果将接收孔RXA设计成大致大于透射孔TXA，以使将M个斑点记录在其中，则可以存在针对M个斑点的平均化处理，并且相对强度变化根据M的平方根来缩减。结果，该斑点噪声根据M的平方根来缩减。
图15描绘了根据本发明的、利用宽带多模激光器和大孔比RXA/TXA的测量结果，其图像应当与图12的左半部分中的例示图相比较：该图示出了和图12相同的管道区段，但此刻，在这种情况下，通过具有光谱宽度5nm并且由20种以上模式构成的多模激光器所测量。所测量表面的亮度变化和波度两者现在显著更低。
应当明白，描绘的这些描绘图仅示意性地例示了可能示例性实施方式。所述各个方法正如可以容易地彼此组合一样，也可以与根据现有技术的方法和仪器组合。

Claims (25)

1.一种光电测距仪(1)，所述光电测距仪至少包括：
·发光装置(2)，所述发光装置用于发射至少一个光信号；
·接收器(3)，所述接收器用于检测从目标物体(5)散射回的光信号；以及
·控制与估计组件，所述控制与估计组件用于确定与所述目标物体(5)的距离，其中，所述确定基于脉冲渡越时间测量法，
其特征在于，
所述发光装置(2)至少包括
·作为主光源(11)的光谱宽带光源；以及
·光学放大器(14)，所述光学放大器(14)设置在所述主光源(11)的下游，其中，所述光学放大器(14)的有源泵浦介质用作没有谐振器的光放大器，其中，所述光学放大器被精确地设置并实施成利用具有短和/或长占空比的调制序列来进行操作。
2.根据权利要求1所述的光电测距仪，其特征在于
所述光电测距仪用于激光扫描仪、激光跟踪仪、断面仪、经纬仪或全站仪。
3.根据权利要求1所述的光电测距仪，其特征在于
所述至少一个光信号是脉冲光信号。
4.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述主光源(11)能够按单脉冲模式操作。
5.根据权利要求1或4所述的光电测距仪，
其特征在于
所述主光源(11)按突发模式操作。
6.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述主光源(11)被实施为超辐射发光二极管SLD，或者实施为多个超辐射发光二极管SLD的组合。
7.根据权利要求6所述的光电测距仪，
其特征在于
所述超辐射发光二极管SLD具有7nm到50nm之间的光谱发射宽度。
8.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述主光源(11)被实施为高功率发光二极管。
9.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述主光源(11)被实施为发射具有多个谱线的多模和多色光的半导体激光二极管。
10.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述主光源(11)被实施为发射空间多模和多色光的宽条纹激光二极管或垂直腔表面发射激光器VCSEL激光二极管。
11.根据权利要求10所述的光电测距仪，
其特征在于
所述宽条纹激光二极管或垂直腔表面发射激光器VCSEL激光二极管具有10μm至300μm之间的空间发射宽度。
12.根据权利要求中1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述主光源(11)能够直接被亚纳秒脉冲调制。
13.根据权利要求中12所述的光电测距仪，
其特征在于
所述主光源(11)被实施为超辐射发光二极管SLD。
14.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
被设置在所述主光源(11)下游的所述光学放大器(14)被实施为掺杂有Y、Yb、Pr、Ho、Tm、Er或其组合的光纤放大器。
15.根据权利要求14所述的光电测距仪，
其特征在于
所述光学放大器(14)被实施为玻璃光纤放大器。
16.根据权利要求14所述的光电测距仪，
其特征在于
所述光纤放大器具有大于衍射极限的光纤芯径。
17.根据权利要求16所述的光电测距仪，
其特征在于
所述光纤放大器包括“大芯径”光纤。
18.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述光学放大器(14)被实施为Raman放大器。
19.根据权利要求18所述的光电测距仪，
其特征在于
所述光学放大器(14)被实施为SiO2光纤放大器。
20.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
被设置在所述主光源(11)下游的所述光学放大器被实施为半导体放大器。
21.根据权利要求20所述的光电测距仪，
其特征在于
所述光学放大器基于InGaP、GaAs、InGaAs实施。
22.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述接收器的接收孔的面积至少比入射在所述目标物体上的发射射束的截面积大50倍。
23.根据权利要求1所述的光电测距仪，
其特征在于
所述接收器配备有由多个区段构成的接收二极管，或者配备有自动聚焦。
24.根据权利要求23所述的光电测距仪，
其特征在于
所述接收二极管是多区段PIN二极管或APD。
25.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的光电测距仪的测量仪器，所述测量仪器是激光扫描仪、激光跟踪仪、断面仪、经纬仪或全站仪。
CN201510844147.3A 2014-12-04 2015-11-26 光电测距仪和包括光电测距仪的测量仪器 Active CN105674950B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14196329.8A EP3029488B1 (de) 2014-12-04 2014-12-04 Distanzmessgerät mit einer Laser-artigen Lichtquelle
EP14196329.8 2014-12-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105674950A CN105674950A (zh) 2016-06-15
CN105674950B true CN105674950B (zh) 2019-08-13

Family

ID=52002854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510844147.3A Active CN105674950B (zh) 2014-12-04 2015-11-26 光电测距仪和包括光电测距仪的测量仪器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10175343B2 (zh)
EP (1) EP3029488B1 (zh)
CN (1) CN105674950B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2017003334A (es) * 2017-03-14 2018-09-13 Albert Remberg Bueno Ernst Medidor electrooptico integral para la medicion de distancias de uso automotriz.
CN109581410B (zh) * 2019-01-08 2022-10-21 北京理工大学 一种基于压缩感知的条纹管激光成像系统
CN109802294A (zh) * 2019-03-25 2019-05-24 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所 一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置
US11556000B1 (en) 2019-08-22 2023-01-17 Red Creamery Llc Distally-actuated scanning mirror
US11609627B2 (en) 2019-12-09 2023-03-21 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Techniques for processing audible input directed to second device based on user looking at icon presented on display of first device
CN112904354A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 西安应用光学研究所 一种高精度激光测距距离模拟装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1883091A (zh) * 2003-09-18 2006-12-20 莱卡地球系统公开股份有限公司 包括激光源的测地装置
EP2511781A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-17 Hexagon Technology Center GmbH System und Verfahren zur Steuerung eines unbemannten Fluggeräts

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2827930B2 (ja) * 1993-11-12 1998-11-25 日本電気株式会社 集積レーザ素子および光ビーム走査装置
US5835199A (en) * 1996-05-17 1998-11-10 Coherent Technologies Fiber-based ladar transceiver for range/doppler imaging with frequency comb generator
US5847816A (en) * 1997-01-14 1998-12-08 Mcdonnell Douglas Corporation Fiber optic micro-doppler ladar system and operating method therefor
JP2001201573A (ja) * 2000-01-20 2001-07-27 Mitsubishi Electric Corp コヒーレントレーザレーダ装置および目標測定方法
US6798523B2 (en) * 2001-12-04 2004-09-28 Honeywell International Inc. Sensor and method for detecting fiber optic faults
DE10200362A1 (de) 2002-01-08 2003-07-24 Bodenseewerk Geraetetech Laseranordnung für Zielsuchköpfe
US7869469B1 (en) * 2004-03-19 2011-01-11 University Corporation For Atmospheric Research Raman cell for high power applications
US7297913B2 (en) 2004-04-20 2007-11-20 Diehl Bgt Gmbh & Co. Kg Module for a laser measuring device
DE102004031097B4 (de) * 2004-06-28 2012-02-09 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Lasermessgerät
US7649616B2 (en) * 2004-07-08 2010-01-19 Lockheed Martin Corporation Fiber laser ladar
US7391520B2 (en) * 2005-07-01 2008-06-24 Carl Zeiss Meditec, Inc. Fourier domain optical coherence tomography employing a swept multi-wavelength laser and a multi-channel receiver
US7907333B2 (en) * 2005-07-27 2011-03-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Optical source and apparatus for remote sensing
US8493445B2 (en) * 2006-05-31 2013-07-23 Sigma Space Corp Scanner/optical system for three-dimensional lidar imaging and polarimetry
US9758239B2 (en) 2011-04-14 2017-09-12 Hexagon Technology Center Gmbh System and method for controlling an unmanned air vehicle
EP2511659A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-17 Hexagon Technology Center GmbH Geodätisches Markierungssystem zur Markierung von Zielpunkten
EP2998700B2 (de) 2014-09-18 2022-12-21 Hexagon Technology Center GmbH Elektrooptischer Distanzmesser und Distanzmessverfahren

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1883091A (zh) * 2003-09-18 2006-12-20 莱卡地球系统公开股份有限公司 包括激光源的测地装置
EP2511781A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-17 Hexagon Technology Center GmbH System und Verfahren zur Steuerung eines unbemannten Fluggeräts

Also Published As

Publication number Publication date
US20160161598A1 (en) 2016-06-09
CN105674950A (zh) 2016-06-15
EP3029488A1 (de) 2016-06-08
EP3029488B1 (de) 2019-02-27
US10175343B2 (en) 2019-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105674950B (zh) 光电测距仪和包括光电测距仪的测量仪器
JP7321553B2 (ja) 眼安全性走査ｌｉｄａｒシステム
US6700655B2 (en) Optical fiber characteristic measuring device
CN104412120B (zh) 利用动态脉冲宽度调节的测距方法
CN111542765A (zh) 具有大动态范围的lidar
CN211061791U (zh) 红外泛光照明组件
US9930317B2 (en) System and method for speckle reduction in laser projectors
CN113841065B (zh) 返回路径中具有光学放大器的lidar设备
US9995826B2 (en) Electronic distance meter
CN209894976U (zh) 时间飞行深度相机及电子设备
CA2539368A1 (en) Geodesic device comprising a laser source
US20190250253A1 (en) Apparatus and method for generating multiple-wavelength distributed continuous wave and pulse optical transmission signal
Biernat et al. Powerful picosecond laser pulses enabling high-resolution pulsed laser radar
US11079218B2 (en) Measuring distance using a laser processing system with optical amplifier for amplifying measuring beam or reflected part of measurement beam
US11867840B2 (en) Device for measuring distances
US20220276382A1 (en) Homodyne receive architecture in a spatial estimation system
Zhang et al. Polarization-insensitive laser scanning and profiling using amplitude-modulated CW scheme
Riechert et al. Speckle characteristics of a broad-area VCSEL in the incoherent emission regime
CN207937595U (zh) 基于相位测距法的激光探测雷达光学系统
RU2439492C1 (ru) Лазерный дальномер
US11592558B2 (en) Time of flight lidar system using coherent detection scheme
Verschaffelt et al. Spatially resolved characterization of the coherence area in the incoherent emission regime of a broad-area vertical-cavity surface-emitting laser
GB2251150A (en) Laser radar system
JP7121109B2 (ja) 直接金属レーザ溶融で用いられる高出力密度レーザを直接校正するためのセンサシステム
EP4206605A1 (en) Controllable laser pattern for eye safety and reduced power consumption for image capture devices

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant