CN107741591A - 一种干涉测距方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干涉测距方法及系统，该方法包括：通过对具有可分离的辐射分量的激光束进行标记，根据第一啁啾和第二啁啾分别对激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；向待检测物体发射相位调制后的激光束，并接收从待检测物体反向散射的反射激光束；将反射激光束转换为数字信号，根据外差干涉方法计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离。通过对具有可分离的辐射分量的激光束进行标记，在对辐射分量进行相位调制时，根据标记的啁啾的相位实现辐射分量的相位的控制，保证两个辐射分量以相反的相位进行干涉，通过接收完成相关干涉的反射激光束，并对其进行处理后计算得到激光束发射位置与待检测物体的距离。

Description

一种干涉测距方法及系统

技术领域

本发明涉及激光测距领域，特别涉及一种干涉测距方法及系统。

背景技术

在电子测距领域中已知各种原理和方法。例如向待测量目标发射诸如光的电磁辐射接着接收来自反向散射(back-scattering)的物体(理想情况下只是来自待测量目标)的一个或更多个回波，待测量目标可以同时具有反射(例如，回射器)和漫射反向散射特性。

接收之后，将可选的叠加回波信号与混频信号相叠加，由此来减小待分析信号的频率，从而降低了对于装置的费用。该混频可以按照与发送信号的零差方法来进行或按照与已知周期的周期性(特别为谐波)信号的零差方法来进行。因而，这些方法的不同之处在于，混频是与发送信号自身进行的或者是与具有它自己频率的谐波信号来进行的。该混频用于将接收的信号变换为较低频率并放大所述信号。然后，根据所得到的信号来确定经过时间(transittime)由此来确定(在所使用的辐射的传播速度已知的情况下)到待测量目标的距离。在外差干涉仪结构中，使用可调激光源来进行绝对距离测量。在原理最简单的实施方式中，激光源的光学频率的调整是线性进行的。将接收信号与源自所发射的光信号的第二信号进行叠加。所得到的外差混频产物、干涉图的拍频(beat frequency)是到目标物体的距离的量度。用于实现这些方法的装置通常利用信号发生器作为啁啾发生器，其将某个信号标记(impress)在可调制辐射源上。在光学范围内，通常使用可通过对外腔(例如布喇格光栅)或内腔(例如分布式反馈(DFB)或分布式布喇格反射器(DBR))进行调制而发生啁啾的激光器作为辐射源。在光学范围内，使用以下变频电路(down-circuit)方式连接有用于外差混频的检测器或正交检测器、A/D转换器和数字信号处理器的发射和接收光学系统来进行发送和接收。这种由测距仪发射的辐射经过信号发生器进行频率调制，使得波长λ形式的上升和下降斜坡根据时间而改变。但是，现有技术的这种调制或发射形式产生了时间分离(即，顺序)的上升和下降斜坡，从而导致测量速率减半并且在斜坡的时标内改变，或者相应的周期会导致误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的调制或发射形式中需要进行干涉的两束激光束产生了时间分离，从而导致测量速率减半并且在斜坡的时标内改变，或者相应的周期会导致误差。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种干涉测距方法，包括：

生成具有两个可分离的辐射分量的激光束，为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，所述第一啁啾和第二啁啾相位相反；

根据所述第一啁啾和第二啁啾分别对所述激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

向所述待检测物体发射相位调制后的激光束，并接收从所述待检测物体反向散射的反射激光束；

将所述反射激光束转换为数字信号，将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离。

本发明的有益效果是：通过对辐射分量进行标记实现了对具有可分离的辐射分量的激光束的相位的调制，保证两个辐射分量以相反的相位进行干涉，接收完成相关干涉的反射激光束，并对其进行处理后计算得到激光束发射位置与待检测物体的距离，解决了现有技术中发射两束激光进行干涉测距的相关干涉不够彻底，导致检测数据误差较大的情况。

进一步，该干涉测距方法还包括：根据所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离随时间的变化曲线，得出所述待检测物体沿所述激光束的光轴方向的速度分量。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过实时检测的待检测物体的位置信息随时间的变化曲线，实现了对待检测物体沿激光束光轴方向的速度分量，为用户提供待检测物体的速度数据。

本发明还提供实现上述方法的一种干涉测距系统，包括：激光源、信号发生器、相位调制器、光发射组件、光接收组件、干涉测量仪和服务器；

所述激光源，用于生成一束具有两个可分离的辐射分量的激光束；

所述信号发生器，用于为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，所述第一啁啾和第二啁啾相位相反；

所述相位调制器，用于根据所述第一啁啾和第二啁啾分别对所述激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

所述光发射组件，用于向所述待检测物体发射相位调制后的激光束；

所述光接收组件，用于接收从所述待检测物体反向散射的反射激光束；

所述干涉测量仪，用于将所述反射激光束转换为数字信号并发送到所述服务器，

所述服务器，用于将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离。

进一步，该干涉测距系统还包括：速度计算模块，用于根据所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离随时间的变化曲线，得出所述待检测物体沿所述激光束的光轴方向的速度分量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种干涉测距系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种干涉测距系统中各部件之间进行交互的信令流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图；

图4为本发明另一实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图其一；

图5为本发明另一实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图其二；

图6为本发明另一实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图其三；

图7为本发明另一实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图其四；

图8为本发明另一实施例提供的一种干涉测距系统结构示意；

图9为本发明另一实施例提供的一种干涉测距系统结构示意其一；

图10为本发明另一实施例提供的一种干涉测距系统结构示意其二；

图11为本发明另一实施例提供的一种干涉测距系统结构示意其三。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

图1为本发明实施例提供的一种干涉测距系统结构示意图，至少包括：包括：干涉测量仪、服务器、物联网接入网关以及物联网服务网关。

如图2所示，图2为本发明提供的该干涉测距系统中各部件之间进行交互的信令流程示意图。

具体的，在图2中，

干涉测量仪向物联网接入网关以及物联网服务网关发送业务接入请求，其中业务接入请求中可以包括：服务签认证信息等，物联网接入网关将该业务接入请求发送至物联网服务网关中，物联网服务网关对业务接入请求进行认证，当认证成功时，向物联网接入网关发送认证成功的消息，并和物联网接入网关建立网络通信传输通道，物联网接入网关将认证成功的消息发送至干涉测量仪。

干涉测量仪在接收到认证成功的消息后，向物联网接入网关发送干涉测量仪所数据，物联网接入网关通过物联网服务网关建立的网络通信传输通道，将干涉测量仪所数据发送至物联网服务网关，而物联网服务网关则将干涉测量仪所数据转发至服务器。

服务器通过对干涉测量仪所数据进行分析，干涉测量仪所数据包括：由反射激光束转换的数字信号，根据外差干涉方法通过所述信号计算所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离。

图3为本发明实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图。具体如图3所示，该干涉测距方法包括：

S11、生成具有两个可分离的辐射分量的激光束，为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，第一啁啾和第二啁啾相位相反；

具体的，如果上述两个辐射分量都经由公共的光学系统发射到共同的目标或由光学系统接收，则必须允许在接收方进行分离，以评价这两个辐射分量，这在现有技术中是通过不同的偏振来解决的。但是，原则上，在根据本发明的方法或相应装置中，也可以使用其他类型的分离，例如光谱上或色彩上或算法上的分离，通过对两个分离的辐射分量进行标记，通过对辐射分量添加的啁啾的相位相反来确定该辐射分量的作用，并进行后续调制。

S12、根据第一啁啾和第二啁啾分别对激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

具体的，本系统具有针对两个辐射分量的光学延迟路径，将激光束的辐射分量以确定的相位进行延迟从而得到新的激光束，新的激光源相对于激光源具有时间特性偏移。两个频率曲线的相位偏移是通过光学延迟路径来实现的，两个辐射分量通过了该光学延迟路径。由此获得了两个频率曲线的同步，示出相同频率曲线的两个辐射分量在调整时具有彼此固定的相位关系。

S13、向待检测物体发射相位调制后的激光束，并接收从待检测物体反向散射的反射激光束；

具体的，通过想待检测物体发射激光束，激光束中的两个辐射分量在待检测物体表面完成相关干涉后散射，该测距系统接收激光束从待检测物体表面完成相关干涉后散射的反射激光束。

S14、将反射激光束转换为数字信号，将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离；

具体的，干涉测量仪分别通过上述实施例中介绍的物联网接入网关和物联网服务网关之间建立的通信传输通道，将干涉测量仪所数据发送到服务器，干涉测量仪所数据包括：由反射激光束转换的数字信号，服务器将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，从而实现测距的过程。

上述实施例中，通过对具有可分离的辐射分量的激光束进行标记，在对辐射分量进行相位调制时，根据标记的啁啾的相位对辐射分量的相位的调制，保证两个辐射分量以相反的相位进行干涉，解决了现有技术中相关干涉不彻底，导致测量结果误差的情况。

图4为本发明实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图其一。具体如图4所示，该干涉测距方法包括：

S21、生成具有两个可分离的辐射分量的激光束，为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，第一啁啾和第二啁啾相位相反；

具体的，如果上述两个辐射分量都经由公共的光学系统发射到共同的目标或由光学系统接收，则必须允许在接收方进行分离，以评价这两个辐射分量，这在现有技术中是通过不同的偏振来解决的。但是，原则上，在根据本发明的方法或相应装置中，也可以使用其他类型的分离，例如光谱上或色彩上或算法上的分离，通过对两个分离的辐射分量进行标记，通过对辐射分量添加的啁啾的相位相反来确定该辐射分量的作用，并进行后续调制。

S221、根据第一啁啾的相位对添加了第一啁啾的辐射分量进行时间延迟，使添加了第一啁啾的辐射分量的相位与第一啁啾的相位一致；

S222、根据第二啁啾的相位对添加了第二啁啾的辐射分量进行时间延迟，使添加了第二啁啾的辐射分量的相位与第二啁啾的相位一致；

具体的，本系统具有针对两个辐射分量的光学延迟路径，将激光束的辐射分量以确定的相位进行延迟从而得到新的激光束，新的激光源相对于激光源具有时间特性偏移。两个频率曲线的相位偏移是通过光学延迟路径来实现的，两个辐射分量通过了该光学延迟路径。由此获得了两个频率曲线的同步，示出相同频率曲线的两个辐射分量在调整时具有彼此固定的相位关系。

S23、向待检测物体发射相位调制后的激光束，并接收从待检测物体反向散射的反射激光束；

具体的，通过想待检测物体发射激光束，激光束中的两个辐射分量在待检测物体表面完成相关干涉后散射，该测距系统接收激光束从待检测物体表面完成相关干涉后散射的反射激光束。

S24、将反射激光束转换为数字信号，将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离；

具体的，干涉测量仪分别通过上述实施例中介绍的物联网接入网关和物联网服务网关之间建立的通信传输通道，将干涉测量仪所数据发送到服务器，干涉测量仪所数据包括：由反射激光束转换的数字信号，服务器将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，从而实现测距的过程。

上述实施例中，根据对辐射分量进行标记的啁啾的相位，分别对像个辐射分量进行时间延迟，从而改变辐射分量的相位，使两个辐射分量的相位相反，保证两个辐射分量的相干性。

图5为本发明实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图其二。具体如图5所示，该干涉测距方法包括：

S31、生成具有两个可分离的辐射分量的激光束，为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，第一啁啾和第二啁啾相位相反；

具体的，如果上述两个辐射分量都经由公共的光学系统发射到共同的目标或由光学系统接收，则必须允许在接收方进行分离，以评价这两个辐射分量，这在现有技术中是通过不同的偏振来解决的。但是，原则上，在根据本发明的方法或相应装置中，也可以使用其他类型的分离，例如光谱上或色彩上或算法上的分离，通过对两个分离的辐射分量进行标记，通过对辐射分量添加的啁啾的相位相反来确定该辐射分量的作用，并进行后续调制。

S32、根据第一啁啾和第二啁啾产生的过程中的非线性，将第一啁啾和第二啁啾的传输信道设置在零色散区，并在传输信道预设间隔对第一啁啾和第二啁啾通过色散补偿的方法进行补偿。

具体的，在为激光束的两个可分离的辐射分量分别添加啁啾时，由于啁啾产生的特性，啁啾的产生过程是一个非线性过程，通过信号补偿装置对啁啾进行补偿，保证啁啾的完整性，避免啁啾的波动对检测结果的影响。

S33、根据第一啁啾和第二啁啾分别对激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

具体的，本系统具有针对两个辐射分量的光学延迟路径，将激光束的辐射分量以确定的相位进行延迟从而得到新的激光束，新的激光源相对于激光源具有时间特性偏移。两个频率曲线的相位偏移是通过光学延迟路径来实现的，两个辐射分量通过了该光学延迟路径。由此获得了两个频率曲线的同步，示出相同频率曲线的两个辐射分量在调整时具有彼此固定的相位关系。

S34、向待检测物体发射相位调制后的激光束，并接收从待检测物体反向散射的反射激光束；

具体的，通过想待检测物体发射激光束，激光束中的两个辐射分量在待检测物体表面完成相关干涉后散射，该测距系统接收激光束从待检测物体表面完成相关干涉后散射的反射激光束。

S35、将反射激光束转换为数字信号，将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离；

具体的，干涉测量仪分别通过上述实施例中介绍的物联网接入网关和物联网服务网关之间建立的通信传输通道，将干涉测量仪所数据发送到服务器，干涉测量仪所数据包括：由反射激光束转换的数字信号，服务器将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，从而实现测距的过程。

上述实施例中，通过将所述第一啁啾和第二啁啾的传输信道设置在零色散区，有利于减少自相位调制效应的影响，同时在预设间隔对所述第一啁啾和第二啁啾信号通过色散补偿的方法进行补偿，降低因第一啁啾和第二啁啾传输过程中自相位调制效应的影响导致的误差。

图6为本发明实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图其三。具体如图6所示，该干涉测距方法包括：

S41、生成具有两个可分离的辐射分量的激光束，为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，第一啁啾和第二啁啾相位相反；

具体的，如果上述两个辐射分量都经由公共的光学系统发射到共同的目标或由光学系统接收，则必须允许在接收方进行分离，以评价这两个辐射分量，这在现有技术中是通过不同的偏振来解决的。但是，原则上，在根据本发明的方法或相应装置中，也可以使用其他类型的分离，例如光谱上或色彩上或算法上的分离，通过对两个分离的辐射分量进行标记，通过对辐射分量添加的啁啾的相位相反来确定该辐射分量的作用，并进行后续调制。

S42、根据第一啁啾和第二啁啾分别对激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

具体的，本系统具有针对两个辐射分量的光学延迟路径，将激光束的辐射分量以确定的相位进行延迟从而得到新的激光束，新的激光源相对于激光源具有时间特性偏移。两个频率曲线的相位偏移是通过光学延迟路径来实现的，两个辐射分量通过了该光学延迟路径。由此获得了两个频率曲线的同步，示出相同频率曲线的两个辐射分量在调整时具有彼此固定的相位关系。

S43、向待检测物体发射相位调制后的激光束，并接收从待检测物体反向散射的反射激光束；

具体的，通过想待检测物体发射激光束，激光束中的两个辐射分量在待检测物体表面完成相关干涉后散射，该测距系统接收激光束从待检测物体表面完成相关干涉后散射的反射激光束。

S441、将反射激光束转换为第一相位曲线数据；

S442、根据第一相位曲线数据的相位值和激光束的相位曲线数据的相位值得到相位差计算得到相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离；

相位差与相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离的关系式为：φ＝4πx/λ；

其中φ为相位差，π为圆周率，x为相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，λ为激光束或反射激光束的波长；

S443、将第一相位曲线数据与预存储的经过一个基准长度反射回来的激光束得到的第二相位曲线数据进行比较，对得到的相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离进行调整。

具体的，干涉测量仪分别通过上述实施例中介绍的物联网接入网关和物联网服务网关之间建立的通信传输通道，将干涉测量仪所数据发送到服务器，干涉测量仪所数据包括：由反射激光束转换的数字信号，通过将反射激光束转换的第一相位曲线数据与预存储的经过一个基准长度反射回来的激光束第二相位曲线数据进行比较计算，得出相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，完成距离长度的检测。

上述实施例中，根据反射激光束和激光束的相位差计算得到该激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，通过预存储的单位长度下的相位差数据对测量的距离进行调整，降低检测过程中环境因素对测量结果的影响，提高测量精度。

图7为本发明实施例提供的一种干涉测距方法流程示意图其四。具体如图7所示，该干涉测距方法还包括：

S51、生成具有两个可分离的辐射分量的激光束，为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，第一啁啾和第二啁啾相位相反；

具体的，如果上述两个辐射分量都经由公共的光学系统发射到共同的目标或由光学系统接收，则必须允许在接收方进行分离，以评价这两个辐射分量，这在现有技术中是通过不同的偏振来解决的。但是，原则上，在根据本发明的方法或相应装置中，也可以使用其他类型的分离，例如光谱上或色彩上或算法上的分离，通过对两个分离的辐射分量进行标记，通过对辐射分量添加的啁啾的相位相反来确定该辐射分量的作用，并进行后续调制。

S52、根据第一啁啾和第二啁啾分别对激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

具体的，本系统具有针对两个辐射分量的光学延迟路径，将激光束的辐射分量以确定的相位进行延迟从而得到新的激光束，新的激光源相对于激光源具有时间特性偏移。两个频率曲线的相位偏移是通过光学延迟路径来实现的，两个辐射分量通过了该光学延迟路径。由此获得了两个频率曲线的同步，示出相同频率曲线的两个辐射分量在调整时具有彼此固定的相位关系。

S53、向待检测物体发射相位调制后的激光束，并接收从待检测物体反向散射的反射激光束；

具体的，通过想待检测物体发射激光束，激光束中的两个辐射分量在待检测物体表面完成相关干涉后散射，该测距系统接收激光束从待检测物体表面完成相关干涉后散射的反射激光束。

S54、将反射激光束转换为数字信号，将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离；

具体的，干涉测量仪分别通过上述实施例中介绍的物联网接入网关和物联网服务网关之间建立的通信传输通道，将干涉测量仪所数据发送到服务器，干涉测量仪所数据包括：由反射激光束转换的数字信号，服务器将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，从而实现测距的过程。

S55、通过第一相位曲线数据与第二相位曲线数据相关联的方式，将第一相位曲线数据与第二相位曲线数据进行合成，得到新的相位曲线数据；

S56、将第二相位曲线数据更新为新的相位曲线数据。

具体的，通过将新采集到的第一项为曲线数据与预存储的第二相位曲线数据进行合成，得到新的相位曲线数据，通过新的相位曲线数据对预存储的第二相位曲线数据进行更新，以减少不同地域的环境参数对检测结果的影响。

上述实施例中，通过对预存储的第二相位曲线数据根据实时获取的第一相位进行不断的调整更正，使用于对比的第二相位曲线数据更符合用户当前的使用环境，以减少不同地域的环境参数对检测结果的影响，保证检测结果的准确性。

相应地，本发明实施例还提供了一种干涉测距系统。图8为本发明实施例提供的一种干涉测距系统结构示意图。如图8所示，包括：激光源、信号发生器、相位调制器、光发射组件、光接收组件、干涉测量仪和服务器；

激光源，用于生成一束具有两个可分离的辐射分量的激光束；

信号发生器，用于为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，第一啁啾和第二啁啾相位相反；

相位调制器，用于根据第一啁啾和第二啁啾分别对激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

光发射组件，用于向待检测物体发射相位调制后的激光束；

光接收组件，用于接收从待检测物体反向散射的反射激光束；

干涉测量仪，用于将反射激光束转换为数字信号并发送到服务器，

服务器，用于根据外差干涉方法通过信号计算相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离。

上述实施例中，通过激光源生成具有两个辐射分量的一束激光束，同源的激光束具有相同的频率，以此保证该激光束的两个辐射分量具有优良的相干性，然后通过信号发生器对激光束的两个辐射分量添加啁啾信号进行标记，根据啁啾信号的相位分别对辐射分量进行相位调制，以此解决光信号在传输过程中难以添加标记的问题，同时保证两个辐射分量的相位相反，提高干涉效率，最后通过干涉测量仪将反射激光束转换为的波形图像发送到服务器中，服务器根据波形图像数据通过外差干涉方法计算出相位调制后的激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，相比较于现有技术，本实施例中，通过对单束激光源进行调制，使单束激光源在遇到待检测物体时，自身发生相关干涉，避免了多数激光束进行相关干涉时的相干性不够的问题。

优选的，相位调制器，具体用于，

根据第一啁啾的相位对添加了第一啁啾的辐射分量进行时间延迟，使添加了第一啁啾的辐射分量的相位与第一啁啾的相位一致；

根据第二啁啾的相位对添加了第二啁啾的辐射分量进行时间延迟，使添加了第二啁啾的辐射分量的相位与第二啁啾的相位一致。

上述实施例中，根据啁啾的相位对辐射分量进行时间上的延迟，使两个辐射分量之间的相位差为180度，通过啁啾信号的标记提高系统对辐射分量的处理效率。

图9为本发明另一实施例提供的一种干涉测距系统结构示意其一，如图9所示：

该信号发生器还包括：信号补偿装置，用于在为激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾时，根据所述第一啁啾和第二啁啾产生的过程中的非线性，将所述第一啁啾和第二啁啾的传输信道设置在零色散区，并在传输信道预设间隔对所述第一啁啾和第二啁啾通过所述信号补偿装置利用色散补偿的方法进行补偿。

上述实施例中，通过自相位调制方法对光信号进行调制，即可使该光信号产生啁啾信号，但由于自相位调制过程中的自相位调制效应，会导致产生的啁啾信号混入杂音，此时将啁啾信号的传输信道设置在零色散区，可以有效的降低杂音对啁啾信号的影响，并通过信号补偿装置，如色散补偿器，利用色散补偿的方法对啁啾信号进行补偿，来控制自相位调制效应的影响。

图10为本发明另一实施例提供的一种干涉测距系统结构示意其二，如图10所示：

服务器包括：存储器；干涉测量仪，具体用于，将反射激光束转换为第一相位曲线数据并发送到服务器；

服务器，具体用于，根据所述第一相位曲线数据的相位值和激光束的相位曲线数据的相位值得到相位差，根据相位差与所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离的关系式计算得到所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离；

所述相位差与所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离的关系式为：φ＝4πx/λ；

其中φ为相位差，π为圆周率，x为所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离，λ为所述激光束或反射激光束的波长；

将所述第一相位曲线数据与预存储的经过一个基准长度反射回来的激光束得到的第二相位曲线数据进行比较，对得到的所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离进行调整。

上述实施例中，通过干涉测量仪获取反射激光束的光波数据，并上传到服务器，服务器根据反射激光束和激光束的相位差计算得到该激光束的发射位置与待检测物体之间的距离，通过预存储的单位长度下的相位差数据对测量的距离进行调整，降低检测过程中环境因素对测量结果的影响，提高测量精度。

图11为本发明另一实施例提供的一种干涉测距系统结构示意其三，如图11所示：

服务器还包括：数据更新单元，用于通过第一相位曲线数据与第二相位曲线数据相关联的方式，将第一相位曲线数据与第二相位曲线数据进行合成，得到新的相位曲线数据，将存储器中预存储的第二相位曲线数据更新为新的相位曲线数据，通过对预存储的第二相位曲线数据根据实时获取的第一相位进行不断的调整更正，使用于对比的第二相位曲线数据更符合用户当前的使用环境，以减少不同地域的环境参数对检测结果的影响，保证检测结果的准确性。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种干涉测距方法，其特征在于，包括：

生成具有两个可分离的辐射分量的激光束，为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，所述第一啁啾和第二啁啾相位相反；

根据所述第一啁啾和第二啁啾分别对所述激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

向待检测物体发射相位调制后的激光束，并接收从所述待检测物体反向散射的反射激光束；

将所述反射激光束转换为数字信号，将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种干涉测距方法，其特征在于，根据所述第一啁啾和第二啁啾分别对所述激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制，具体包括：

根据所述第一啁啾的相位对所述添加了第一啁啾的辐射分量进行时间延迟，使所述添加了第一啁啾的辐射分量的相位与所述第一啁啾的相位一致；

根据所述第二啁啾的相位对所述添加了第二啁啾的辐射分量进行时间延迟，使所述添加了第二啁啾的辐射分量的相位与所述第二啁啾的相位一致。

3.根据权利要求1所述的一种干涉测距方法，其特征在于，所述为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记之前，还包括：

根据所述第一啁啾和第二啁啾产生的过程中的非线性，将所述第一啁啾和第二啁啾的传输信道设置在零色散区，并在传输信道预设间隔对所述第一啁啾和第二啁啾通过色散补偿的方法进行补偿。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种干涉测距方法，其特征在于，所述将所述反射激光束转换为数字信号，将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离，具体包括：

将所述反射激光束转换为第一相位曲线数据；

根据所述第一相位曲线数据的相位值和激光束的相位曲线数据的相位值得到相位差，根据相位差与所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离的关系式计算得到所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离；

所述相位差与所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离的关系式为：φ＝4πx/λ；

其中φ为相位差，π为圆周率，x为所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离，λ为所述激光束或反射激光束的波长；

将所述第一相位曲线数据与预存储的经过一个基准长度反射回来的激光束得到的第二相位曲线数据进行比较，对得到的所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离进行调整。

5.根据权利要求4所述的一种干涉测距方法，其特征在于，该干涉测距方法还包括：

通过所述第一相位曲线数据与所述第二相位曲线数据相关联的方式，将所述第一相位曲线数据与所述第二相位曲线数据进行合成，得到新的相位曲线数据；

将所述第二相位曲线数据更新为所述新的相位曲线数据。

6.一种干涉测距系统，其特征在于，包括：激光源、信号发生器、相位调制器、光发射组件、光接收组件、干涉测量仪和服务器；

所述激光源，用于生成一束具有两个可分离的辐射分量的激光束；

所述信号发生器，用于为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾进行标记，所述第一啁啾和第二啁啾相位相反；

所述相位调制器，用于根据所述第一啁啾和第二啁啾分别对所述激光束的两个可分离的辐射分量进行相位调制；

所述光发射组件，用于向所述待检测物体发射相位调制后的激光束；

所述光接收组件，用于接收从所述待检测物体反向散射的反射激光束；

所述干涉测量仪，用于将所述反射激光束转换为数字信号并发送到所述服务器；

所述服务器，用于将所述数字信号代入外差干涉方法中，计算所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离。

7.根据权利要求6所述的一种干涉测距系统，其特征在于，所述相位调制器，具体用于，

根据所述第一啁啾的相位对所述添加了第一啁啾的辐射分量进行时间延迟，使所述添加了第一啁啾的辐射分量的相位与所述第一啁啾的相位一致；

根据所述第二啁啾的相位对所述添加了第二啁啾的辐射分量进行时间延迟，使所述添加了第二啁啾的辐射分量的相位与所述第二啁啾的相位一致。

8.根据权利要求6所述的一种干涉测距系统，其特征在于，该信号发生器还包括：信号补偿装置，用于在为所述激光束的两个可分离的辐射分量分别添加第一啁啾和第二啁啾时，根据所述第一啁啾和第二啁啾产生的过程中的非线性，将所述第一啁啾和第二啁啾的传输信道设置在零色散区，并在传输信道预设间隔对所述第一啁啾和第二啁啾通过所述信号补偿装置利用色散补偿的方法进行补偿。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的一种干涉测距系统，其特征在于，所述服务器包括：存储器；所述干涉测量仪，具体用于，将所述反射激光束转换为第一相位曲线数据并发送到所述服务器；

所述服务器，具体用于，根据所述第一相位曲线数据的相位值和激光束的相位曲线数据的相位值得到相位差，根据相位差与所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离的关系式计算得到所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离；

所述相位差与所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离的关系式为：φ＝4πx/λ；

其中φ为相位差，π为圆周率，x为所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离，λ为所述激光束或反射激光束的波长；

将所述第一相位曲线数据与预存储的经过一个基准长度反射回来的激光束得到的第二相位曲线数据进行比较，对得到的所述相位调制后的激光束的发射位置与所述待检测物体之间的距离进行调整。

10.根据权利要求9所述的一种干涉测距系统，其特征在于，所述服务器还包括：数据更新单元，用于通过所述第一相位曲线数据与所述第二相位曲线数据相关联的方式，将所述第一相位曲线数据与所述第二相位曲线数据进行合成，得到新的相位曲线数据，将存储器中预存储的所述第二相位曲线数据更新为所述新的相位曲线数据。