CN110806573A - 一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，包括：光学耦合器，多模光纤，光开关模块和控制计算机；其中，光学耦合器将激光测距机发出的激光波束汇聚至多模光纤；多模光纤承载激光波束的传输，并根据自身长度提供长度测量基准；光开关模块控制多个光开关的开启与关闭来切换不同的多模光纤联通或断开，得到不同光程的光传输通道；控制计算机远程控制光开关模块的状态，接收激光测距机的测距结果信息并与当前状态下的测量基准进行比较，提供实时误差显示。这样在室内条件下利用多模光纤的光学传输特性，可以在多模共通道下对激光测距机的测距精度进行实时测量，并实时记录激光测距机由于自身或外部原因造成测距性能下降的结果。

Description

一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，特别是涉及一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置。

背景技术

经过几十年的发展，激光测距机已经相当成熟，其中不乏综合性的激光测距设备。目前，一般作为主流的高精度激光测距机基本都采用相位式激光测距。在给定调制和标准大气条件下，频率是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量。

虽然该类激光测距机精度相对较高，30km的测量距离下，理论测距误差一般在5m～10m这一量级，但是由于使用过程中，在不断的损耗过程中激光测距机的性能会下降；而采取在地表条件下对合作目标进行标定的方式对高精度激光测距机的测距精度进行测试的方式，准备时间长，而且大气条件对测试结果影响巨大，无法满足高精度激光测距机的标定要求。只有室内才可能创造出符合高精度激光测距机测试所需要的稳定实验环境。

因此，如何设计一种针对高精度激光测距机在室内对测距精度进行实时测量的装置，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，可以在多模共通道的状态下对激光测距机的测距精度进行实时测量。其具体方案如下：

一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，包括：光学耦合器，多模光纤，光开关模块和控制计算机；其中，

所述光学耦合器，用于将所述激光测距机发出的激光波束汇聚至所述多模光纤；

所述多模光纤，用于承载所述激光波束的传输，并根据自身长度提供长度测量基准；

所述光开关模块，用于控制多个光开关的开启与关闭来切换不同的所述多模光纤联通或断开，得到不同光程的光传输通道；

所述控制计算机，用于远程控制所述光开关模块的状态，接收所述激光测距机的测距结果信息并与当前状态下的测量基准进行比较，提供实时误差显示

优选地，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，还包括：位于所述光学耦合器和所述多模光纤之间的衰减器；

所述衰减器，用于降低所述激光波束的能量，使所述激光波束的能量不超过所述多模光纤的能量阈值。

优选地，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，每个所述光开关具有多个通道，各所述通道之间连接的所述多模光纤的长度不同。

优选地，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，还包括：位于所述光学耦合器下方的电控平移台；

所述电控平移台，用于承载所述光学耦合器，并根据所述控制计算机的控制指令进行移动以获得最佳激光测距波束获取位置。

优选地，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，还包括：与所述电控平移台连接的驱动控制器；

所述驱动控制器，用于接收所述控制计算机的控制指令为所述电控平移台提供驱动。

优选地，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，所述控制计算机，还用于实时通过所述驱动控制器控制所述电控平移台的位移。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，包括：光学耦合器，多模光纤，光开关模块和控制计算机；其中，光学耦合器，用于将激光测距机发出的激光波束汇聚至多模光纤；多模光纤，用于承载激光波束的传输，并根据自身长度提供长度测量基准；光开关模块，用于控制多个光开关的开启与关闭来切换不同的多模光纤联通或断开，得到不同光程的光传输通道；控制计算机，用于远程控制光开关模块的状态，接收激光测距机的测距结果信息并与当前状态下的测量基准进行比较，提供实时误差显示。

本发明在室内条件下利用多模光纤的光学传输特性，多个测距机可以共用一个传输通道，这样在多模共通道的状态下对激光测距机的测距精度进行室内实时测量，不同的光传输通道的光程可以通过标定方法进行精确标定，其精度在毫米量级，可以为激光测距机测距精度的测试与标定提供准确的长度量值基准，进而实时记录激光测距机由于自身或外部原因造成测距性能下降的结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，如图1所示，包括：光学耦合器1，多模光纤2，光开关模块3和控制计算机4；其中，

光学耦合器1，用于将激光测距机发出的激光波束汇聚至多模光纤2；

多模光纤2，用于承载激光波束的传输，并根据自身长度提供长度测量基准；

光开关模块3，用于控制多个光开关的开启与关闭来切换不同的多模光纤2联通或断开，得到不同光程的光传输通道；

控制计算机4，用于远程控制光开关模块3的状态，接收激光测距机的测距结果信息并与当前状态下的测量基准进行比较，提供实时误差显示。

在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，包括：光学耦合器，多模光纤，光开关模块和控制计算机；其中，光学耦合器的主要作用是将高精度激光测距机发出的激光波束汇聚至多模光纤；多模光纤的主要作用是承载激光波束的传输，并根据自身长度提供准确的长度量值基准；光开关模块的主要作用是切换不同束光纤联通或断开；控制计算机可以采用Windows操作系统，运行主控程序，其主要作用是远程控制光开关的状态，以及接收激光测距机的测距结果信息并与当前状态下的测量基准进行比较，提供实时误差显示；这样通过在室内条件下利用多模光纤的光学传输特性，多个测距机可以共用一个传输通道，可以在多模共通道的状态下对激光测距机的测距精度进行室内实时测量，不同的光传输通道的光程可以通过标定方法进行精确标定，其精度在毫米量级，可以为激光测距机测距精度的测试与标定提供准确的长度量值基准，进而可以实时记录激光测距机由于自身或外部原因造成测距性能下降的结果。

需要说明的是，不同波段(如1.064μm和1.57μm)激光信号可在同一个光纤通道中传输，这种光纤为多模光纤；这种相互不受干扰同时占用一个光纤通道传输光信号的方式为多模共通道。本发明通过主控计算机中运行的软件具有实时性的特点，当激光测距机的能力发生变化，通过该装置测试的结果也会发生实时变化，这样对激光测距机的测距精度进行实时测量，且能够满足多模共通道的使用需求，测试结果准确率高。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，如图1所示，还可以包括：位于光学耦合器1和多模光纤2之间的衰减器5；该衰减器5，用于降低激光波束的能量，使激光波束的能量不超过多模光纤2的能量阈值。也就是说，衰减器的设置可以有效防止入射激光波束的能量高过多模光纤的能量阀值。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，光开关模块可控制多个光开关的开启与关闭，图1中示出了五个光开关，包括光开关01、光开关02、光开关03、光开关04和光开关05；每个光开关均可以具有多个通道，例如光开关01和光开关05分别具有A、B、C三个通道；光开关02、光开关03、光开关04分别具有A、B两个通道。具体地，各光传输通道之间连接的多模光纤的长度均可以不同，例如当开启光开关01和光开关05的A通道，关闭其他光开关，就获得一个名义距离为200m的光传输通道；当开启光开关01和光开关05的B通道，关闭其他光开关，就获得一个名义距离为1km的光传输通道；当开启光开关01的C通道和光开关02的A通道，关闭其他光开关，就获得一个名义距离为4km的光传输通道。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，如图1所示，还可以包括：位于光学耦合器1下方的电控平移台6；电控平移台6，用于承载光学耦合器1，并根据控制计算机4的控制指令进行移动以获得最佳激光测距波束获取位置。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，如图1所示，还可以包括：与电控平移台6连接的驱动控制器7；驱动控制器7，用于接收控制计算机4的控制指令为电控平移台6提供驱动。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置中，控制计算机4还可以用于实时通过驱动控制器7控制电控平移台6的位移。

可理解的是，如图1所示，除了在激光测距机的激光信号输入端设置有用于将激光测距机发出的激光波束汇聚至多模光纤的光耦合器以外，在激光测距机的激光信号输出端也可以设置有光耦合器，该耦合器可以将多模光纤中的激光波束进行汇聚并输出；同样地，衰减器可以与耦合器一一对应进行设置，也就是说，衰减器也可以设置有两个，均用于降低激光波束的能量；而电控平移台可以设置为一个，用于承载两个光耦合器和两个衰减器，或，电控平移台可以设置为两个，分别用于承载一个光耦合器和一个衰减器；驱动控制器与电控平移台电性连接，光开关模块和驱动控制器分别与控制计算机电性连接。

综上，本发明实施例提供的一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，包括：光学耦合器，多模光纤，光开关模块和控制计算机；其中，光学耦合器，用于将激光测距机发出的激光波束汇聚至多模光纤；多模光纤，用于承载激光波束的传输，并根据自身长度提供长度测量基准；光开关模块，用于控制多个光开关的开启与关闭来切换不同的多模光纤联通或断开，得到不同光程的光传输通道；控制计算机，用于远程控制光开关模块的状态，接收激光测距机的测距结果信息并与当前状态下的测量基准进行比较，提供实时误差显示。通过在室内条件下利用多模光纤的光学传输特性，多个测距机可以共用一个传输通道，这样在多模共通道的状态下对激光测距机的测距精度进行室内实时测量，不同的光传输通道的光程可以通过标定方法进行精确标定，其精度在毫米量级，可以为激光测距机测距精度的测试与标定提供准确的长度量值基准，进而实时记录激光测距机由于自身或外部原因造成测距性能下降的结果。

最后，还需要说明的是，在本文中，关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，其特征在于，包括：光学耦合器，多模光纤，光开关模块和控制计算机；其中，

所述光学耦合器，用于将所述激光测距机发出的激光波束汇聚至所述多模光纤；

所述多模光纤，用于承载所述激光波束的传输，并根据自身长度提供长度测量基准；

所述光开关模块，用于控制多个光开关的开启与关闭来切换不同的所述多模光纤联通或断开，得到不同光程的光传输通道；

所述控制计算机，用于远程控制所述光开关模块的状态，接收所述激光测距机的测距结果信息并与当前状态下的测量基准进行比较，提供实时误差显示。

2.根据权利要求1所述的针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，其特征在于，还包括：位于所述光学耦合器和所述多模光纤之间的衰减器；

所述衰减器，用于降低所述激光波束的能量，使所述激光波束的能量不超过所述多模光纤的能量阈值。

3.根据权利要求2所述的针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，其特征在于，每个所述光开关具有多个通道，各所述通道之间连接的所述多模光纤的长度不同。

4.根据权利要求3所述的针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，其特征在于，还包括：位于所述光学耦合器下方的电控平移台；

所述电控平移台，用于承载所述光学耦合器，并根据所述控制计算机的控制指令进行移动以获得最佳激光测距波束获取位置。

5.根据权利要求4所述的针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，其特征在于，还包括：与所述电控平移台连接的驱动控制器；

所述驱动控制器，用于接收所述控制计算机的控制指令为所述电控平移台提供驱动。

6.根据权利要求5所述的针对激光测距机的室内测距精度实时测量的装置，其特征在于，所述控制计算机，还用于实时通过所述驱动控制器控制所述电控平移台的位移。

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