CN109752729B - 一种脉冲式激光测距装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲式激光测距装置及方法，属于激光脉冲测距技术领域。其中，脉冲式激光测距装置包括：控制模块、激光发射模块、光学系统模块、激光接收模块、信号处理模块、计时模块和电源模块；控制模块控制激光发射，以及向计时模块提供发射开始时刻，同时基于计时模块反馈的脉冲飞行终止时间计算目标物测距值；与激光接收模块相连的信号处理模块，对处理后的回波信号进行脉冲解码处理并鉴别出回波信号终止时刻，即脉冲飞行终止时间；本发明的激光测距装置测距精度高、可靠性能好。同时，本发明还提供了基于该脉冲式激光测距装置的脉冲式激光测距方法。本发明的实施，可以有效改善现在技术中存在的脉冲式激光测距精度低、可靠性差的问题。

Description

一种脉冲式激光测距装置及方法

技术领域

本发明涉及激光测距领域，更具体地，涉及一种脉冲式激光测距装置及方法。

背景技术

随着激光测量技术的飞速发展，激光测距在各种测量行业中得到了广泛的应用。然而，传统的激光测距在测量距离和测量精度上存在很大的约束，激光测距系统根据所发射激光的类型不同，一般可以分为相位激光测距系统和脉冲激光测距系统。相位激光测距系统虽然可以保证测量的高精度，但测量范围较小，对于较远距离的测量，则需要使用脉冲激光测距系统。军用的脉冲激光测距仪可以做到测距远，精度高，然而体积太大、功耗高，不适合用于民用领域。

基于脉冲式的激光测距仪相对于相位式测距，实现电路简单，能达到更远的测量距离，精度也能达到厘米级，能够满足一般的民用测距要求。其主要原理是由发射端发射一个光脉冲，激光脉冲到达目的地后经过目标反射回来，再由探测器将接收到的光信号转换为电信号，经由信号处理后，得到光脉冲的飞行时间，即可得出待测点之间的距离。中国专利申请CN 107688185 A采用这种方式，虽然在接收端对回波信号脉冲宽度进行了修正补偿，使得测得距离精度在一定程度上得到了提高。然而，这种每次只发射一个脉冲，采用飞行时间法作为测量方法，得到测量精度低。此外，在远距离或者弱反射的情况下，回波信号极其微弱，容易误判，从而影响激光测距的准确性，使得测距系统的可靠性低。

为此，中国专利申请CN 105137443 A提出了采用控制激光器发射具有时间间隔的激光脉冲序列来提高激光测距的准确性，然而采用直接对目标物反射的回波进行光电探测，仍然存在信号微弱以及噪声对回波波形的影响，以致影响对回波到达时刻的判别，影响激光测距的精度和准确性。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对目前传统的脉冲式激光测距精度低、可靠性差等技术问题，提供一种可靠性高、精度高的脉冲式激光测距装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种脉冲式激光测距装置，包括：

控制模块，分别与激光发射模块和计时模块相连，并控制激光发射模块周期性发射激光脉冲串，同时向计时模块提供脉冲发射开始时刻；

且当控制模块控制激光发射模块进行一次脉冲发射后，控制模块等待计时模块的反馈信息，当收到反馈信息后，再控制激光发射模进行下一次脉冲发射；其中计时模块的反馈信息为基于脉冲发射的起止时刻之间的时长，即测量时间；所述控制控制模块基于收到的多个测量时间，计算并输出目标物测距值；

激光发射模块，周期性发射激光脉冲串；

光学系统模块，对激光发射模块发射的激光脉冲串、以及从待测目标反射回来的回波信号进行准直整形处理；

激光接收模块，接收经光学系统模块准直整形处理后的回波信号，并对其进行放大处理后再转化为电信号；

信号处理模块，与激光接收模块相连，用于对激光接收模块输出的回波信号进行脉冲解码处理后再鉴别出回波信号的达到时刻点，当鉴别出所述达到时刻点时，向计时模块发送一个触发信号；

计时模块，分别与控制模块和信号处理模块相连，将来自信号处理模块的触发信号作为当前脉冲发射的终止时刻，并基于来自控制模块的脉冲发射开始时刻，得到对应当前脉冲发射的测量时间并发送给控制模块；

电源模块，分别为控制模块、激光发射模块、计时模块、信号处理模块和激光接收模块供电。

优选地，所述激光发射模块生成发射信号为编码激光脉冲串信号，该模块包括：

激光驱动电路，用于驱动激光器生成激光脉冲信号；

激光器，用于生成激光脉冲信号；

脉冲编码模块，用于将激光器生成的脉冲信号进行编码处理，生成编码信号。

对应的，所述信号处理模块还包括：

信号比较模块，分别与脉冲编码模块、脉冲解码模块相连，用于判断激光发射模块的脉冲编码模块生成的编码信号与激光接收模块发送的回波信号是否匹配，若是，则认为当前回波信号有效；否则认为当前回波信号无效；并将当前回波信号的有效性反馈给控制模块，供控制模块在计算目标物测距值时剔除无效的脉冲飞行时间；若当前回波信号为有效，并向脉冲解码模块发送触发信号；

脉冲解码模块，分别与激光器、时刻鉴别模块相连，基于信号比较模块的触发信号，启动对对激光接收模块发送的回波信号的回波信号进行解码处理；

时刻鉴别模块，用于判断解码后的回波信号与激光发射模块的激光器生成的激光脉冲信号是否匹配，若匹配，则向计时模块发送一个触发信号，即将当前时刻作为回波信号的达到时刻点。

进一步地，所述激光驱动电路为电平触发，触发电平由控制模块给出。

优选地，所述激光器为脉冲式激光二极管，工作波长为905nm。

进一步地，所述激光发射模块由控制模块发出控制指令，周期性地连续发射编码激光脉冲串信号。

优选地，所述的光学系统模块包括：

发射光学系统模块，用于对激光发射系统发射的激光脉冲信号进行准直整形处理；

接收光学系统模块，用于将来自目标反射的回波激光信号进行准直整形处理。

进一步地，所述激光接收模块包括：

光放大器，用于将通过接收光学系统处理后的回波信号(激光回波信号)进行放大处理；

光电探测器，放置与光放大器之后，用于将放大处理后的回波信号转化为电信号，即回波电信号。

优选地，所述的计时模块为高精度计时芯片，其计时精度为几十皮秒级。

进一步地，所述的控制模块生成预设脉宽的触发电平，用于激光驱动电路的触发信号，同时，也作为脉冲发射的开始时刻送入到计时模块。

同时，本发明还提供了基于上述脉冲式激光测距装置的测距方法，包括如下步骤：

S1、控制模块生成预设脉宽的方波脉冲信号，用于激光发射模块的触发信号，触发激光发射模块周期性地发射一串窄脉冲激光；同时，控制模块发出的触发信号也作为脉冲发射的开始时刻送入到计时模块，使得计时模块获得多个开始时刻T_start1，T_start2，…，T_startN，其中N为发射数量；且当控制模块控制触发激光发射模块进行一次脉冲发射后，等待计时模块的反馈信息，当收到反馈信息后，再触发激光发射模进行下一次脉冲发射；其中计时模块的反馈信息为脉冲发射的起止时刻之间的时长，即测量时间；

S2、激光发射模块对其生成的脉冲激光信号进行编码处理，再经光学系统模块进行准直整形处理后发射出去；

其中，激光发射模块中预置不同的编码模式，用户基于测距需求选择匹配的编码模式，且具体的编码模式可采用任一惯用方式。

例如，激光发射模块中预置两种编码模式，其中一种为两位二进制码编码，即把连续的两个脉冲作为一个编码发射信号，采用二进制随机码编码，编码后的信号为00、01、10、11；该编码模式对应的测距需求为：几米到几十米；

而另一种编码模式为四位二进制码编码，即把连续的四个激光脉冲作为一个编码发射信号。该编码模式对应的测距需求为几十米到几百米；

S3、从被测目标物反射回来的回波光信号经光学系统模块进行准直整形处理后被送入激光接收模块；所述激光接收模块先对接收的回波光信号进行放大处理后，再转换为回波电信号；

S4、信号处理模块对步骤S3得到的回波电信号进行解码处理，再对解码后的回波电信号的到达时刻进行鉴别，每鉴别出一个达到时刻，则向计时模块发送一个触发信号，对应N次脉冲发射，将累计产生N个触发信号；

S5、计时模块将信号处理模块发出的触发信号，作为脉冲飞行终止时刻，从而得到N个脉冲飞行终止时刻T_stop1、T_stop2…T_stopM；并基于脉冲飞行起止时刻，得到N个测量时间T₁，T₂，…，T_N，其中，T_i＝T_stopi-T_starti,i＝1,2,…,N；

S6、控制模块基于来自计时模块获得的N个测量时间，计算目标物测距值。例如通过飞行时间测距法(TOF)或者是其他算法计算得到目标物测距值。

进一步地，步骤S4中，信号处理模块生成N个触发信号具体为：

S41、信号处理模块判断步骤S3得到的回波电信号与编码后的脉冲激光信号是否匹配，若是，则判断当前回波电信号为有效，否则认为当前回波信号无效；并将当前回波信号的有效性反馈给控制模块，供控制模块在计算目标物测距值时剔除无效的脉冲飞行时间；

S42、信号处理模块对有效的回波电信号进行解码处理，得到当前回波电信号的回波脉冲，对应N次脉冲发射，将累计得到N个回波脉冲X₁，X₂…，X_N；

S43、信号处理模块判断解码后的回波脉冲与激光发射模块当前生成的脉冲激光信号是否匹配，若是，则则生成一个触发信号并向计时模块发送；即当脉冲激光信号与对应的回波脉冲匹配时，则认为鉴别出一个回波脉冲的达到时刻，生成一个触发信号并向计时模块发送，对于N个回波脉冲，将累计生成N个触发信号。

可选地，步骤S6中，根据获得的N个测量时间计算目标物测距值S的方法包括但不限于权值法和均值法。

对于均值法，目标物测距值的计算公式可以表示为：

其中，S表示目标物测距值，C为光速，T为激光脉冲飞行时间。

步骤S6中，控制模块基于信号处理模块反馈的有效性设置N个测量时间的权值K_i，若回波脉冲为无效，则对应的测量时间的权值K_i为0(即对应测量时间T_i无效)，否则为1(即对应测量时间T_i有效)。

优选地，目标物测距值S还可以通过如下公式计算：

本发明提供的脉冲式激光测距装置及方法，通过控制模块、激光发射模块、光学系统模块、激光接收模块、信号处理模块以及计时模块的配合设置，可以实时、准确地对目标物距离值进行测量，极大地提高了脉冲式激光测距的可靠性和精度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用连周期性续发射激光脉冲串，在一次测距中可以得到多组脉冲的飞行时间，使得激光脉冲的飞行时间的测量更加精确，进而使得测距系统的精度得以提高；

(2)本发明在激光脉冲发射端采用编码的方式，激光脉冲信号经过传输到达接收系统时，与发射端信号比较，可以有效地判别是否探测到了回波信号，去除无效的飞行时间，消除干扰对飞行时间测量的影响，使得最终测得距离数据更加精准；

(3)本发明在信号通过探测器之前对光信号进行放大处理，以提高回波信号被检测到的概率，进而提高若反射条件下的测距准确性及系统可靠性；

(4)本发明在接收端对回波信号判别，记录有效的飞行时间，以有效地避免因外部因素致使一次测量的数据误差很大或者测不到回波，以使得系统稳定性和可靠性更高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的脉冲式激光测距装置的结构框图；

图2为本发明实施例提供的激光发射模块的结构框图；

图3为本发明实施例提供的激光接收模块的结构框图；

图4为本发明实施例提供的信号处理模块的结构框图；

图5是本发明实施例提供的n个脉冲初始发射时刻模型图；

图6为本发明实施例提供的激光发射模块发射的两位二进制编码脉冲模型图；

图7是本发明实施例提供的激光发射模块发射的四位二进制编码脉冲模型图；

图8是本发明实施例提供的脉冲计时终止时刻模型图。

附图标记：1-控制模块，2-激光发射模块，3-光学系统模块，4-激光接收模块，5-信号处理模块，6-计时模块，7-电源模块，21-激光驱动模块，22-激光器，23-脉冲编码模块，41-光放大器，42-光电探测器，51-脉冲解码模块，52-时刻鉴别模块，53-信号比较模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作进一步地详细描述。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种脉冲式激光测距装置，以提高传统脉冲式激光测距系统的测距精度及可靠性。所述脉冲式激光测距装置包括控制模块1、激光发射模块2、光学系统模块3、激光接收模块4、信号处理模块5、计时模块6和电源模块7。

其中，控制模块1分别与激光发射模块2、计时模块6相连，以控制激光发射模块2周期性地发射激光脉冲串，同时向计时模块6提供脉冲发射开始时刻；且当控制模块1控制激光发射模块2进行一次脉冲发射后，控制模块1等待计时模块6的反馈信息，当收到反馈信息后，再控制激光发射模2进行下一次脉冲发射；其中计时模块6的反馈信息为基于脉冲发射的起止时刻之间的时长，即测量时间；所述控制模块1基于收到的多个测量时间，计算并输出目标物测距值。

激光发射模块2通过光学系统模块3向待检测目标物发送编码激光脉冲串信号，同时将编码前后的激光脉冲串信号发送给信号处理模块5。

光学系统模块3，用于对来自激光发射模块2的激光脉冲串、以及从待测目标反射回来的激光回波信号进行准直整形处理，并将准直整形处理后的激光回波信号的结果传送给激光接收模块4。

激光接收模块4，用于对接收到的激光回波信号(经准直整形处理后的)进行放大处理后，再转化为电信号并发送至信号处理模块5。

信号处理模块5，判断接收的回波信号(来自激光接收模块4的回波电信号)与编码后的激光脉冲串信号是否匹配，若匹配，则认为当前回波信号有效，否则无效；并将有效的判定结果反馈至控制模块1，供其在计算目标物测距值时取出无效的回波信号对应的测量时间；以及对判断为有效的回波信号进行解码处理，并将解码后的回波信号与编码前的激光脉冲串信号进行匹配判断，若匹配，则认为鉴别到当前回波信号的到达时刻(脉冲发射的终止时刻)，向计时模块6发送一个触发信号，以便于将当前发送触发信号的时刻作为脉冲发射的终止时刻。

计时模块6，用于对脉冲发射的起止时刻进行记录，以便于精确获取激光脉冲飞行时间。

电源模块7，分别连接控制模块1、激光发射模块2、激光接收模块4、信号处理模块5以及计时模块6，以提供电能。

可选地，所述控制模块1的具体类型不受限制，可以根据具体的控制精度进行选择，例如，可以包括，但不限于单片机、数字信号处理器等。在本实施例中，所述控制模块可以是基于单片机的控制模块1。

为了确保脉冲式激光测距系统的可靠性，所述激光发射模块2包括顺次连接的激光驱动模块21、激光器22和脉冲编码模块23，如图2所示，通过激光发射模块2向被测目标周期性发射编码激光脉冲串信号。其中，激光驱动模块21用于驱动所述激光器22生成激光脉冲信号，且激光驱动模块21为电平触发，触发电平由控制模块1发出。

优选地，为在所述激光发射模块2获得窄脉冲信号，所述激光器22为脉冲式激光二极管，工作波长为905nm。

进一步地，所述脉冲编码模块23可以根据测距值选择设置编码模式。

可选地，所述光学系统模块3的具体类型不受限制，只要能够对发射的激光信号和反射回来的回波激光信号进行准直整形即可。在本实施例中，所述光学系统模块3为光学透镜，以对发射的激光脉冲串和从待测目标反射回来的激光回波信号准直整形处理。

参见图3，本实施例中的激光接收模块4包括光放大器41和光电探测器42，其中光放大器41用于将目标物(待检测目标)反射回来的微弱激光信号进行放大处理，所述光电探测器42用于将回波光信号转换为电信号。

可选地，所述光电探测器42的具体类型不受限制，可以根据与所述激光器22的匹配进行选择。在本实施例中，所述光电探测器42采用雪崩光电二极管。

参见图4，所述信号处理模块5包括脉冲解码模块51、时刻鉴别模块52和信号比较模块53。其中，信号比较模块53用于对当前接收的回波信号与发射信号(编码后的激光脉冲串信号)进行匹配判断，若匹配，则认为当前回波信号有效；否则无效；同时将有效判定结果并反馈给控制模块1，供控制模块1在计算目标物测距值时剔除无效的飞行时间，消除干扰对飞行时间测量的影响，使得最终测得距离数据更加精准。脉冲解码模块51用于对判定为有效的回波信号进行解码处理，获取解码后的回波信号；而时刻鉴别模块52则用于对解码后的回波信号到达时刻进行鉴别：当解码后的回波信号与编码前的激光脉冲串信号匹配时，则认为鉴别到当前回波信号的到达时刻(脉冲发射的终止时刻)，向计时模块6发送一个触发信号，以便于计时模块6将当前触发信号的触发时刻作为脉冲信号的终止时刻。

可选地，所述计时模块6的具体类型不受限制，可以根据具体的计时精度进行选择。在本实施例中，所述计时模块6采用高精度计时芯片TDC-GP22，其精度达到45ps，可以有效提高所测飞行时间的精度。

其中，计时模块6与控制模块1为双向通信，计时模块6分别从控制模块1和信号处理模块5获取激光脉冲飞行的开始时刻和终止时刻，以获取激光脉冲飞行的时间，再反馈给所述控制模块1。

本发明的另一方面，是提供了一种基于上述测距装置的脉冲式激光测距方法，其具体实现步骤如下：

步骤一，控制模块1触发激光驱动电路模块21驱动激光器22周期性地发射一串窄脉冲激光，同时计时模块6获得n个脉冲初始发射时刻T_start1，T_start2，…，T_startn，如图5所示。

其中，脉冲编码模块23设置为模式可调，具体编码模式可由用户根据测距值进行选择：对于测距值为几十米到几百米，则选择两位二进制码编码，即把连续的两个脉冲作为一个编码发射信号，采用二进制随机码编码，编码后的信号为00、01、10、11，如图6所示；

对于测距值更小，如几米到几十米，则选择四位二进制码编码，即把连续的四个激光脉冲作为一个编码发射信号，如图7所示。

步骤二，激光发射模块1中的脉冲编码模块23对激光器22生成的脉冲激光信号进行编码处理后，经光学系统模块3进行准直整形处理后，再向目标物发射出去。其中脉冲激光信号采用二进制随机码编码方式。

步骤三，激光接收模块4通过光学系统模块3接收从被测目标物反射回来的回波光信号，先由光放大器41对回波光信号进行放大处理，再将放大处理后的回波光信号由光电探测器42转换为电信号并传输至信号处理模块5。

步骤四，信号处理模块5中的脉冲解码模块51对接收的电信号进行解码处理，然后由时刻鉴别模块52处理后得到N个触发信号并传输至计时模块6。

步骤五，计时模块6通过信号处理模块5输出的N个触发信号获得N个脉冲飞行终止时刻T_stop1、T_stop2…T_stopN，从而得到N个测量时间T₁，T₂，…，T_N，其中，T_i＝T_stopi-T_starti,i＝1，2，…，N。

步骤六，控制模块1读取计时模块6测得的N个测量时间，并通过飞行时间测距法(TOF)或者是其他算法计算得到目标物测距值S。

例如，首先根据公式

得到激光脉冲飞行时间；

再根据公式S＝C·T/2得到目标物测距值S。

进一步地，在步骤六中，所述控制模块1根据计时模块6获得的N个测量时间T₁，T₂，…，T_N，再结合信号处理模块5的信号比较模块5所反馈的接收信号的有效性，设置各测量时间的权重K_i，若对应的接收信号为无效，则K_i＝0；否则K_i＝1；

再根据公式

计算得到目标物测距值S。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims (5)

1.一种脉冲式激光测距装置，其特征在于，包括：

控制模块，分别与激光发射模块和计时模块相连，并控制激光发射模块周期性发射激光脉冲串，同时向计时模块提供脉冲发射开始时刻；所述控制模块生成预设脉宽的触发电平，并作为激光发射模块的触发信号；同时，也作为脉冲发射的开始时刻送入到计时模块；

当控制模块控制激光发射模块进行一次脉冲发射后，控制模块等待计时模块的反馈信息，当收到反馈信息后，再控制激光发射模进行下一次脉冲发射；其中计时模块的反馈信息为脉冲发射的起止时刻之间的时长，即测量时间；所述控制模块基于收到的多个测量时间，计算并输出目标物测距值；

激光发射模块，通过光学系统模块向待检测目标物周期性发射编码激光脉冲串信号；同时将编码前后的激光脉冲串信号发送给信号处理模块；所述激光发射模块包括：激光驱动电路、激光器和脉冲编码模块；其中，激光驱动电路，用于驱动激光器生成激光脉冲信号，且激光驱动电路为电平触发，触发电平由控制模块发出；激光器，用于生成激光脉冲信号；脉冲编码模块，用于将激光器生成的脉冲信号进行编码处理，生成编码信号并发射，所述脉冲编码模块设置为模式可调，编码模式由用户根据测距值进行选择，脉冲编码模块中预置两种编码模式：把连续的两个脉冲作为一个编码发射信号的两位二进制码编码，以及把连续的四个激光脉冲作为一个编码发射信号的四位二进制码编码；

光学系统模块，对激光发射模块发射的编码激光脉冲串信号、以及从待测目标反射回来的回波信号进行准直整形处理；

激光接收模块，接收经光学系统模块准直整形处理后的回波信号，并对其进行放大处理后再转化为电信号；

信号处理模块，与激光接收模块相连，用于对激光接收模块输出的回波信号进行脉冲解码处理并鉴别出回波信号的到达时刻，每鉴别出一个达到时刻，则向计时模块发送一个触发信号；所述信号处理模块还与激光发射模块相连，具体包括：

信号比较模块，用于判断激光发射模块的脉冲编码模块生成的编码信号与激光接收模块发送的回波信号是否匹配，若是，则认为当前回波信号有效；否则认为当前回波信号无效；并将当前回波信号的有效性反馈给控制模块，供控制模块在计算目标物测距值时剔除无效的脉冲飞行时间；若当前回波信号为有效，并向脉冲解码模块发送触发信号；

脉冲解码模块，基于信号比较模块的触发信号，启动对激光接收模块发送的回波信号的回波信号进行解码处理；

时刻鉴别模块，用于判断解码后的回波信号与激光发射模块的激光器生成的激光脉冲信号是否匹配，若匹配，则向计时模块发送一个触发信号，即将当前时刻作为回波信号的达到时刻点；

计时模块，分别与控制模块和信号处理模块相连，将来自信号处理模块的触发信号作为当前脉冲发射的终止时刻，并基于来自控制模块的脉冲发射开始时刻，得到对应当前脉冲发射的测量时间并发送给控制模块；

电源模块，分别为控制模块、激光发射模块、计时模块、信号处理模块和激光接收模块供电。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学系统模块包括：

发射光学系统模块，用于对激光发射系统发射的激光脉冲信号进行准直整形处理；

接收光学系统模块，用于将来自目标反射的回波激光信号进行准直整形处理。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述激光接收模块包括：

光放大器，用于将通过接收光学系统处理后的回波信号进行放大处理；

光电探测器，放置于光放大器之后，用于将放大处理后的回波信号转化为电信号。

4.基于权利要求1所述装置的测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、控制模块生成预设脉宽的方波脉冲信号，用于激光发射模块的触发信号，触发激光发射模块周期性地发射一串窄脉冲激光；同时，控制模块发出的触发信号也作为脉冲发射的开始时刻送入到计时模块，使得计时模块获得多个开始时刻T_start1，T_start2，…，T_startN，其中N为发射数量；且当控制模块控制触发激光发射模块进行一次脉冲发射后，等待计时模块的反馈信息，当收到反馈信息后，再触发激光发射模进行下一次脉冲发射；其中计时模块的反馈信息为脉冲发射的起止时刻之间的时长，即测量时间；

S2、激光发射模块对其生成的脉冲激光信号进行编码处理，再经光学系统模块进行准直整形处理后发射出去；

其中，激光发射模块中预置不同的编码模式，用户基于测距需求选择匹配的编码模式；

信号处理模块生成N个触发信号具体为：

S41、信号处理模块判断步骤S3得到的回波电信号与编码后的脉冲激光信号是否匹配，若是，则判断当前回波电信号为有效，否则认为当前回波信号无效；并将当前回波信号的有效性反馈给控制模块，供控制模块在计算目标物测距值时剔除无效的脉冲飞行时间；

S42、信号处理模块对有效的回波电信号进行解码处理，得到当前回波电信号的回波脉冲；

S43、信号处理模块判断解码后的回波脉冲与激光发射模块当前生成的脉冲激光信号是否匹配，若是，则生成一个触发信号并向计时模块发送；

S3、从被测目标物反射回来的回波光信号经光学系统模块进行准直整形处理后被送入激光接收模块；所述激光接收模块先对接收的回波光信号进行放大处理后，再转换为回波电信号；

S4、信号处理模块对步骤S3得到的回波电信号进行解码处理，再对解码后的回波电信号的到达时刻进行鉴别，每鉴别出一个达到时刻，则向计时模块发送一个触发信号，对应N次脉冲发射，将累计产生N个触发信号；

S5、计时模块将信号处理模块发出的触发信号，作为脉冲飞行终止时刻，从而得到N个脉冲飞行终止时刻T_stop1、T_stop2…T_stopN；并基于脉冲飞行起止时刻，得到N个测量时间T₁，T₂，…，T_N，其中，T_i＝T_stopi-T_starti,i＝1,2,…,N；

S6、控制模块基于来自计时模块获得的N个测量时间，计算目标物测距值：

根据公式

计算目标物测距值S；

其中，C为光速，K_i表示测量时间的权值，控制模块基于信号处理模块反馈的有效性设置权值K_i的取值：若回波脉冲为无效，则对应的测量时间的权值K_i为0，否则为1。

5.如权利要求4所述的测距方法，其特征在于，步骤S2中，在激光发射模块中预置两种编码模式，其中一种为两位二进制码编码，即把连续的两个脉冲作为一个编码发射信号，采用二进制随机码编码；而另一种编码模式为四位二进制码编码，即把连续的四个激光脉冲作为一个编码发射信号。

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