CN111273309A - 目标距离获取的方法 - Google Patents

目标距离获取的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111273309A
CN111273309A CN202010166314.4A CN202010166314A CN111273309A CN 111273309 A CN111273309 A CN 111273309A CN 202010166314 A CN202010166314 A CN 202010166314A CN 111273309 A CN111273309 A CN 111273309A
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
distance
detector
target distance
tau
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.)
Granted
Application number
CN202010166314.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111273309B (zh
Inventor
俞兵
张博妮
赵俊成
薛媛元
康臻
于东钰
吴沛
吴磊
杨朋利
张魁甲
吕春莉
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.)
Xian institute of Applied Optics
Original Assignee
Xian institute of Applied Optics
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 Xian institute of Applied Optics filed Critical Xian institute of Applied Optics
Priority to CN202010166314.4A priority Critical patent/CN111273309B/zh
Publication of CN111273309A publication Critical patent/CN111273309A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111273309B publication Critical patent/CN111273309B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01S17/46—Indirect determination of position data
    • G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明属于光学计量技术领域，具体涉及一种目标距离获取的方法。该技术方案基于现有测距系统的多目标距离获取方法，其脉冲激光通过发射光学出射，被目标反射后被接收光学收集到探测器上，探测器输出的电信号被信号处理板处理，并利用高速采集电路对探测器信号进行采集。最后通过峰值探测，找到回波信号能量的局部最强点即为目标的特征点。该点所对应的位置则代表了目标的距离信息。本发明技术方案利用高速连续采样电路连续采集反射信号，通过寻找采样得到的电压序列的多个峰值点得到多目标距离。依据照射路径上目标与其他物体的前后顺序进而得到目标距离。解决了现有技术使用不方便的问题。

Description

目标距离获取的方法
技术领域
本发明属于光学计量技术领域，具体涉及一种目标距离获取的方法。
背景技术
在很多情况下，需要知道目标距离。激光测距就是利用激光的优点来实现目标距离的高精度测量，是实际距离测量的有效手段之一。
脉冲式激光测距仪的基木原理是测距仪向目标发射激光，记录激光往返的时间，通过这个往返的时间就可以将其换算成所测距离，计算公式是光速乘以往返时间的一半。这种测距仪具有原理简单、重量轻、体积小、操作简单速度快而准确。但是这种测距仪只能对单目标距离进行测距，实际中经常在照射/接收视场范围内前后存在多个目标，此时会造成目标测距错误。所以只具备单一目标测距的激光测距仪使用极不方便。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：针对现有激光测距方法的不足，如何提供一种多目标激光测距的方法。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种目标距离获取的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：控制激光器发射一个纳秒级脉冲，经过发射光学照射到目标上；
步骤2：目标回波信号被接收光学接收，并会聚于探测器，探测器的输出信号经信号处理电路放大处理；
步骤3：利用采集电路以τ为采样时间间隔，采集放大处理后的信号，得到信号序列x(k·τ)，其中，k＝1、2、3、4………是采集电路第k个采样点；
步骤4：按照公式(1)对采集到的信号序列x(k·τ)求导数α(k)；
α(k)＝x[(k+1)·τ]-x[k·τ] (1)
步骤5：保存所有|α(k)|≥ε且α(k)·α(k+1)<0时的k值；其中，ε为实际系统的阈值；
步骤6：按照公式(2)计算目标的距离；
Figure BDA0002407587060000021
其中：l为目标距离，C为光速3*108m/s，t为激光器出光与采集电路信号采集的时间间隔，τ为采样时间间隔。
其中，所述ε为1.2V。
其中，所述步骤5中，每一个满足条件的k值对应一个目标。
(三)有益效果
现有技术中，激光测距仪只能测量第一个反射回来的高于阈值的回波信号，并给出相应的目标距离。当目标前面被其他物体不完全遮挡时，测距机测量得到的距离极有可能是遮挡物的距离。在这种情况下，只能通过移动测距机的位置，保证测距机直接照射目标，进而保证测距准确性，使用时极不方便。
而本发明技术方案利用高速连续采样电路连续采集反射信号，通过寻找采样得到的电压序列的多个峰值点得到多目标距离。依据照射路径上目标与其他物体的前后顺序进而得到目标距离。
该技术方案基于现有测距系统的多目标距离获取方法，其脉冲激光通过发射光学出射，被目标反射后被接收光学收集到探测器上，探测器输出的电信号被信号处理板处理，并利用高速采集电路对探测器信号进行采集。最后通过峰值探测，找到回波信号能量的局部最强点即为目标的特征点。该点所对应的位置则代表了目标的距离信息。解决了现有技术使用不方便的问题。
附图说明
图1为本发明技术方案原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术问题，本发明提供一种目标距离获取的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤1：控制激光器发射一个纳秒级脉冲，经过发射光学照射到目标上；
步骤2：目标回波信号被接收光学接收，并会聚于探测器，探测器的输出信号经信号处理电路放大处理；
步骤3：利用高速采集电路以τ为采样时间间隔，采集放大处理后的信号，得到信号序列x(k·τ)，其中，k＝1、2、3、4………是采集电路第k个采样点；
利用高速采集及目标信息处理单元精确控制激光出光信号与高速采集电路开始采集的时间t；
步骤4：按照公式(1)对采集到的信号序列x(k·τ)求导数α(k)；
α(k)＝x[(k+1)·τ]-x[k·τ] (1)
步骤5：保存所有|α(k)|≥ε且α(k)·α(k+1)<0时的k值；其中，ε为实际系统的阈值；
步骤6：按照公式(2)计算目标的距离；
Figure BDA0002407587060000031
其中：l为目标距离，C为光速3*108m/s，t为激光器出光与采集电路信号采集的时间间隔，τ为采样时间间隔。
其中，所述ε为1.2V。
其中，所述步骤5中，每一个满足条件的k值对应一个目标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种目标距离获取的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：控制激光器发射一个纳秒级脉冲，经过发射光学照射到目标上；
步骤2：目标回波信号被接收光学接收，并会聚于探测器，探测器的输出信号经信号处理电路放大处理；
步骤3：利用采集电路以τ为采样时间间隔，采集放大处理后的信号，得到信号序列x(k·τ)，其中，k＝1、2、3、4………是采集电路第k个采样点；
步骤4：按照公式(1)对采集到的信号序列x(k·τ)求导数α(k)；
α(k)＝x[(k+1)·τ]-x[k·τ] (1)
步骤5：保存所有|α(k)|≥ε且α(k)·α(k+1)<0时的k值；其中，ε为实际系统的阈值；
步骤6：按照公式(2)计算目标的距离；
Figure FDA0002407587050000011
其中：l为目标距离，C为光速3*108m/s，t为激光器出光与采集电路信号采集的时间间隔，τ为采样时间间隔。
2.如权利要求1所述的目标距离获取的方法，其特征在于，所述ε为1.2V。
3.如权利要求1所述的目标距离获取的方法，其特征在于，所述步骤5中，每一个满足条件的k值对应一个目标。
CN202010166314.4A 2020-03-11 2020-03-11 目标距离获取的方法 Active CN111273309B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010166314.4A CN111273309B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 目标距离获取的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010166314.4A CN111273309B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 目标距离获取的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111273309A true CN111273309A (zh) 2020-06-12
CN111273309B CN111273309B (zh) 2023-04-07

Family

ID=71004186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010166314.4A Active CN111273309B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 目标距离获取的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111273309B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113391324A (zh) * 2021-06-28 2021-09-14 中国人民解放军92493部队计量测试研究所 目标距离定位系统及定位方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11295421A (ja) * 1998-02-25 1999-10-29 Ashu Kogaku Kofun Yugenkoshi レーザー測距方法及びその装置
US20080316464A1 (en) * 2007-06-25 2008-12-25 Asia Optical Co., Inc. Laser range finding device & distance measurement method thereof
CN104833979A (zh) * 2015-04-27 2015-08-12 北京航天控制仪器研究所 一种激光测距及激光测距数据的信号处理的方法
CN105319556A (zh) * 2014-06-24 2016-02-10 常州大地测绘科技有限公司 一种脉冲激光测距仪及其实施方法
CN105738913A (zh) * 2016-03-30 2016-07-06 中国科学院上海光学精密机械研究所 测距通信一体化激光雷达
CN105988119A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 莱卡地球系统公开股份有限公司 光电测距方法和相应的测距仪
WO2017181453A1 (zh) * 2016-04-20 2017-10-26 深圳市速腾聚创科技有限公司 一种基于波形时域匹配的激光测距系统及方法
CN109283548A (zh) * 2018-07-16 2019-01-29 孙宏宇 一种激光测角系统及抗后向散射方法
CN109471118A (zh) * 2018-12-13 2019-03-15 上海大恒光学精密机械有限公司 基于回波波形累加和波形采样的激光测距系统
CN109633670A (zh) * 2018-10-25 2019-04-16 上海无线电设备研究所 一种利用接收信号宽度修正测量误差的激光脉冲测距方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11295421A (ja) * 1998-02-25 1999-10-29 Ashu Kogaku Kofun Yugenkoshi レーザー測距方法及びその装置
US20080316464A1 (en) * 2007-06-25 2008-12-25 Asia Optical Co., Inc. Laser range finding device & distance measurement method thereof
CN105319556A (zh) * 2014-06-24 2016-02-10 常州大地测绘科技有限公司 一种脉冲激光测距仪及其实施方法
CN105988119A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 莱卡地球系统公开股份有限公司 光电测距方法和相应的测距仪
CN104833979A (zh) * 2015-04-27 2015-08-12 北京航天控制仪器研究所 一种激光测距及激光测距数据的信号处理的方法
CN105738913A (zh) * 2016-03-30 2016-07-06 中国科学院上海光学精密机械研究所 测距通信一体化激光雷达
WO2017181453A1 (zh) * 2016-04-20 2017-10-26 深圳市速腾聚创科技有限公司 一种基于波形时域匹配的激光测距系统及方法
CN109283548A (zh) * 2018-07-16 2019-01-29 孙宏宇 一种激光测角系统及抗后向散射方法
CN109633670A (zh) * 2018-10-25 2019-04-16 上海无线电设备研究所 一种利用接收信号宽度修正测量误差的激光脉冲测距方法
CN109471118A (zh) * 2018-12-13 2019-03-15 上海大恒光学精密机械有限公司 基于回波波形累加和波形采样的激光测距系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
韩福利;曾嫦娥;梁君;陈振兴;: "脉冲激光测距机相对增益曲线测试方法" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113391324A (zh) * 2021-06-28 2021-09-14 中国人民解放军92493部队计量测试研究所 目标距离定位系统及定位方法
CN113391324B (zh) * 2021-06-28 2023-05-26 中国人民解放军92493部队计量测试研究所 目标距离定位系统及定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111273309B (zh) 2023-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10739445B2 (en) Parallel photon counting
CN106019300A (zh) 一种激光测距装置及其激光测距方法
CN106772404B (zh) 激光雷达测距装置及方法
CN103926590B (zh) 一种不等间距的激光多脉冲测距方法及其测距装置
CN110221308B (zh) 一种相干脉冲激光测距的方法、相关装置及存储介质
US9945949B2 (en) Long-range, small target rangefinding
CN106054205A (zh) 一种激光测距装置及其激光测距方法
CN109597057A (zh) 一种激光回波测距方法及测距装置
JPH11506825A (ja) 光ビーム距離計
CN207601308U (zh) 一种激光测距装置
CN110940992B (zh) 可提高激光雷达探测距离和精度的信号检测方法和系统
CN114637021B (zh) 一种亚厘米级全波形激光雷达测距方法、装置
CN114428239A (zh) 激光雷达及其飞行时间获取方法、测距方法和存储介质
CN115343693A (zh) 一种基于脉宽补偿的激光测距方法及系统
CN111273309B (zh) 目标距离获取的方法
CN116973881A (zh) 目标检测方法、激光雷达及存储介质
CN105549027A (zh) 一种基于激光脉冲波形前沿检测的测距方法和系统
CN104777471B (zh) 一种脉冲激光近程动态增益控制电路
CN116256767A (zh) 一种激光雷达飞行时间测量方法及系统
CN115792938A (zh) 一种具有误差补偿的测距方法、装置及深度传感器
CN115951338A (zh) 一种dtof激光雷达标定的方法及系统
CN113391324B (zh) 目标距离定位系统及定位方法
CN111352119A (zh) 基于单光子速度累加的目标测距方法及装置
CN114994639A (zh) 激光扫描雷达实现亚厘米级测量精度的方法
CN107272011A (zh) 时点鉴别方法、时点鉴别电路系统及激光测距系统

Legal Events

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