CN118425972A - 激光测试装置和激光测距仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了激光测试装置和激光测距仪，通过控制模块产生低频信号；第一滤波模块滤除低频信号中的噪声后得到参考信号；锁相环模块产生高频信号；混频滤波模块将低频信号和高频信号混频后滤除噪声得到第一混频信号；激光发射模块根据高频信号调制自身激光的光强；激光接收模块将反射的激光转化为高频反射信号；混频模块将第一混频信号和高频反射信号混频得到第二混频信号；第二滤波模块滤除第二混频信号中的高频段信号后得到多个测量信号；控制模块基于参考信号和各测量信号，计算得到被测量。本发明基于对电路的改进，通过多个模块组合得到多个测量信号，无需设置多光路，结构简单、稳定性好、测量精度高和响应速度快，测量效果较好。

Description

激光测试装置和激光测距仪

技术领域

本发明涉及激光领域，特别涉及一种激光测试装置和激光测距仪。

背景技术

激光测试是利用激光技术进行测量的方法。通过激光传感器能把被测物理量(如长度、流量和速度等)转换成光信号，然后应用光电转换器把光信号变成电信号，通过相应电路的过滤、放大，整流得到输出信号，从而算出被测量。

例如，激光测距仪是利用调制激光的某个参数对目标的距离进行准确测定的仪器。尤其是相位式激光测距仪，广泛应用于市场中。相位式激光测距是利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测距离的。根据相位式激光测距仪的原理，测尺与调制频率的关系为L＝c/2f，其中c为光速。为了解决激光测距仪的长量程和高精度的矛盾，一般使用频率较低的测尺，使其长度略长于被测的最大距离，保证测量的长量程，再根据所需要的精度，使用多个频率较高的测尺，即可保证测量的精度，最后将所有测尺的数据进行整合。

传统的相位式激光测距仪有两种方式实现多种测尺测量。一种多光路方案(每一个调制测量的频率都有一条单独的光路，同时进行测量然后进行数据的整合，得到目标物的距离)；另一种是单光路方案(所有调制测量的频率共用一条光路，通过对激光发射器进行分时复用，计算当前调制频率下的距离，然后对各频率的数据进行整合，得到待测的距离)。多光路方案由于结构复杂，稳定性差导致测量效果差。单光路方案由于需要分时复用，响应速度慢导致测量效果也比较差。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种激光测试装置和激光测距仪。

第一方面，一种激光测试装置，包括：控制模块、锁相环模块、激光发射模块、激光接收模块、混频滤波模块、混频模块、第一滤波模块和第二滤波模块；

所述控制模块，用于产生低频信号并将所述低频信号发送至所述混频滤波模块和所述第一滤波模块；

所述第一滤波模块，用于滤除所述低频信号中的噪声后得到参考信号，并将所述参考信号发送给所述控制模块；

所述锁相环模块，用于产生高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块和所述混频滤波模块；

所述混频滤波模块，用于将所述低频信号和所述高频信号混频后滤除噪声得到第一混频信号，并将所述第一混频信号发送至所述混频模块；

所述激光发射模块，用于根据所述高频信号调制自身激光的光强，并向目标物发射激光；

所述激光接收模块，用于将所述目标物反射的激光转化为高频反射信号，并将所述高频反射信号发送至所述混频模块；

所述混频模块，用于将所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至所述第二滤波模块；

所述第二滤波模块，用于滤除所述第二混频信号中的高频段信号后得到多个测量信号并将各所述测量信号发送至所述控制模块；

所述控制模块基于所述参考信号和各所述测量信号，计算得到被测量，其中，所述参考信号与所述测量信号的频率一致。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述锁相环模块，具体用于根据所述控制模块产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生所述高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块和所述混频滤波模块。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述锁相环模块，包括：N个主振锁相环，其中，所述N为大于1的整数；

任一所述主振锁相环，均执行：根据所述控制模块产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生所述高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块和所述混频滤波模块，其中，不同的所述主振锁相环产生高频信号时的主振频率不同。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述混频滤波模块，包括：N个混频滤波单元；

任一个所述混频滤波单元，均执行：将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后滤除噪声得到相应的所述第一混频信号，并将所述第一混频信号发送至所述混频模块，其中，所述混频滤波单元与所述主振锁相环一一对应。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述混频滤波单元，包括：第一混频器和第一滤波器；

所述第一混频器，用于将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后得到的信号输出给所述第一滤波器；

所述第一滤波器，用于将第一混频器输出的信号中的噪声滤除，得到相应的所述第一混频信号并将所述第一混频信号发送至所述混频模块。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述混频模块，包括：N个第二混频器；

任一所述第二混频器，均执行：将自身获得的所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到所述第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至所述第二滤波模块，其中，所述第二混频器和所述第一滤波器一一对应。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述第二滤波模块，包括：N个第二滤波器；

任一所述第二滤波器，均执行：将自身获得的所述第二混频信号中的高频段信号滤除，得到相应的所述测量信号并将所述测量信号发送至所述控制模块，其中，所述第二滤波器与所述第二混频器一一对应。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述激光发射模块，具体用于：根据复合高频发射信号调制自身激光的光强，并向所述目标物发射激光，其中，所述复合高频发射信号由各所述主振锁相环产生的高频信号复合叠加而成。

可选的，在某些可选的实施方式中，所述激光接收模块，具体用于：将所述目标物反射的激光转化为N条高频反射信号，并将各所述高频反射信号分别发送至各所述第二混频器，其中，一条所述高频反射信号对应一个所述第二混频器，一条所述高频反射信号对应一个所述主振锁相环产生的高频信号。

第二方面，一种激光测距仪，包括：单片机、N个主振锁相环、激光发射器、激光接收器、N个第一混频器、N个第二混频器、N个第二滤波器和一个第三滤波器，其中，所述N为大于1的整数；

所述单片机产生低频信号并将所述低频信号发送至各所述第一混频器和所述第三滤波器；

任一所述主振锁相环，均执行：根据所述单片机产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射器和任一所述第一混频器，其中，所述主振锁相环与所述第一混频器一一对应；

任一所述第一混频器，均执行：将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后得到的信号输出给任一所述第一滤波器，其中，所述第一滤波器与所述第一混频器一一对应；

任一所述第一滤波器，均执行：将所述第一混频器输出的信号中的噪声滤除，得到相应的第一混频信号并将所述第一混频信号发送至任一所述第二混频器，其中，所述第一滤波器与所述第二混频器一一对应；

所述激光发射器根据各所述高频信号调制自身激光的光强，并向目标物发射激光；

所述激光接收器将所述目标物反射的激光转化为N条高频反射信号，并将各所述高频反射信号分别发送至各所述第二混频器，其中，一条所述高频反射信号对应一个所述第二混频器，一条所述高频反射信号对应一个所述主振锁相环产生的高频信号；

任一所述第二混频器，均执行：将自身获得的所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至任一所述第二滤波器，其中，所述第二混频器和所述第二滤波器一一对应；

任一所述第二滤波器，均执行：将自身获得的所述第二混频信号中的高频段信号滤除，得到相应的所述测量信号并将所述测量信号发送至所述单片机；

所述单片机基于所述参考信号和测量信号，计算得到被测量，其中，所述参考信号与测量信号的频率一致。

借由上述技术方案，本发明提供的一种激光测试装置和激光测距仪，通过所述控制模块，用于产生低频信号并将所述低频信号发送至所述混频滤波模块和所述第一滤波模块；所述第一滤波模块，用于滤除所述低频信号中的噪声后得到参考信号，并将所述参考信号发送给所述控制模块；所述锁相环模块，用于产生高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块和所述混频滤波模块；所述混频滤波模块，用于将所述低频信号和所述高频信号混频后滤除噪声得到第一混频信号，并将所述第一混频信号发送至所述混频模块；所述激光发射模块，用于根据所述高频信号调制自身激光的光强，并向目标物发射激光；所述激光接收模块，用于将所述目标物反射的激光转化为高频反射信号，并将所述高频反射信号发送至所述混频模块；所述混频模块，用于将所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至所述第二滤波模块；所述第二滤波模块，用于滤除所述第二混频信号中的高频段信号后得到多个测量信号并将各所述测量信号发送至所述控制模块；所述控制模块基于所述参考信号和各所述测量信号，计算得到被测量，其中，所述参考信号与所述测量信号的频率一致。由此可以看出，本发明基于对电路的改进，通过多个模块组合得到多个测量信号，然后整合得到被测量，无需设置多光路，不仅结构简单、稳定性好而且测量精度高、响应速度快，测量效果较好。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明提供的第一种激光测试装置的结构示意图；

图2示出了本发明提供的第二种激光测试装置的结构示意图；

图3示出了本发明提供的一种相位式激光测距原理图；

图4示出了本发明提供的一种激光测距仪的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明提供了一种激光测试装置，包括：控制模块100、锁相环模块200、激光发射模块300、激光接收模块400、混频滤波模块500、混频模块600、第一滤波模块700和第二滤波模块800；

所述控制模块100，用于产生低频信号并将所述低频信号发送至所述混频滤波模块500和所述第一滤波模块700；

可选的，本发明所说的控制模块100可以是微电脑、单片机或者其他具有运算控制功能且能产生低频信号的模块，本发明对此不做限制。

可选的，本发明对于低频信号的频率范围不做具体限制，可根据实际需要进行设定。

可选的，控制模块100可以产生两路频率均为W0的低频信号，其中，一路W0发送给混频滤波模块500，一路W0发送给第一滤波模块700，本发明对此不做限制。需要说明的是：本发明所说的“W”可以理解为角速度，角速度与频率之间有固定的数学转换关系，因此，通过角速度可以表征频率，本发明对此不做限制。

所述第一滤波模块700，用于滤除所述低频信号中的噪声后得到参考信号，并将所述参考信号发送给所述控制模块100；

可选的，第一滤波模块700可以包括一个滤波器，输入和输出都是频率为W0的低频信号。其作用是除掉电路中此W0频率以外的干扰和杂波，以滤除噪声，得到参考信号。

可选的，第一滤波模块700可以将参考信号发送至控制模块100的相应信号接口。例如，第一滤波模块700可以将参考信号发送至单片机的ADC(Analog-to-digitalconverter，模拟数字转换器)接口，本发明对此不做限制。

所述锁相环模块200，用于产生高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块300和所述混频滤波模块500；

可选的，锁相环是一个能够比较输出与输入相位差的反馈系统。其利用外部输入的控制信号控制环路内振荡信号的频率和相位，使振荡信号同步至控制信号并输出相应的震荡信号(即，本发明所说的震荡信号)。

例如，在某些可选的实施方式中，所述锁相环模块200，具体用于根据所述控制模块100产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生所述高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块300和所述混频滤波模块500。

可选的，锁相环的控制信号可以是外部晶振和单片机生成的信号。外部晶振的信号频率为现成的常用数值，单片机生成的信号为可以调整频率的信号。如果锁相环基于外部晶振的控制信号所产生的高频信号合适，则可以使用外部晶振来控制锁相环的主振。如锁相环基于外部晶振的控制信号所产生的高频信号不合适，则可以使用单片机生成控制信号来控制锁相环的主振。一般需要的频率不是常用数值，因此采用单片机产生锁相环的控制信号更具有普遍适用性，而且能根据实际需要进行调整，比较方便。

可选的，本发明所说的锁相环模块200可以由多个锁相环组成，每个锁相环均产生一个高频信号，以此产生多个高频信号，本发明对此不做限制。

例如，如图2所示，在某些可选的实施方式中，所述锁相环模块200，包括：N个主振锁相环，其中，所述N为大于1的整数；

任一所述主振锁相环，均执行：根据所述控制模块100产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生所述高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块300和所述混频滤波模块500，其中，不同的所述主振锁相环产生高频信号时的主振频率不同。

可选的，本发明所说的N可以是任意大于1的整数，例如N可以是4、5、6或者7等，本发明对此不做限制。

可选的，为了满足不同频率测尺的要求，本发明可以基于不同的控制信号(例如，图2中的控制信号1～控制信号N)使用不同的主振锁相环产生不同频率的高频信号，以建立不同的测尺，本发明对此不做限制。

例如，本发明可以使用不同的分频器分别对主振锁相环的控制信号和反馈振荡信号进行分频，配合主振锁相环组成频率合成器，以此系统可以生成所需不同频率的高频信号。分频器的输入信号经过一系列处理后，输出一个信号，该信号的频率是输入信号的频率的1/M(M为分频器的分频系数)，本发明对此不做限制。

所述混频滤波模块500，用于将所述低频信号和所述高频信号混频后滤除噪声得到第一混频信号，并将所述第一混频信号发送至所述混频模块600；

例如，如图2所示，在某些可选的实施方式中，所述混频滤波模块500，包括：N个混频滤波单元；

任一个所述混频滤波单元，均执行：将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后滤除噪声得到相应的所述第一混频信号，并将所述第一混频信号发送至所述混频模块600，其中，所述混频滤波单元与所述主振锁相环一一对应。

可选的，混频指的是把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。本发明的混频滤波单元可以先对信号进行混频再滤波，可以是由一个元件完成，也可以两个元件完成(一个元件进行混频，一个元件进行滤波)，本发明对此不做限制。

例如，如图2所示，在某些可选的实施方式中，所述混频滤波单元，包括：第一混频器和第一滤波器；

所述第一混频器，用于将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后得到的信号输出给所述第一滤波器；

可选的，混频器输出的信号的频率等于两个输入信号的频率之和、之差或者为两个输入信号的其他组合。本发明的第一混频器输出的信号可以是两个输入信号之差。即，N个频率为W1～WN的高频信号分别与频率为W0的低频信号经过第一混频器1～第一混频器N后，得到频率为(W1-W0)、(W2-W0)、(W3-W0)、(W4-W0)、...、(WN-W0)的差频信号。

所述第一滤波器，用于将第一混频器输出的信号中的噪声滤除，得到相应的所述第一混频信号并将所述第一混频信号发送至所述混频模块600。

可选的，第一滤波器1～第一滤波器N的目的是滤除除了上述频率为(W1-W0)、(W2-W0)、(W3-W0)、(W4-W0)、...、(WN-W0)的差频信号以外的其他信号，本发明对此不做限制。

所述激光发射模块300，用于根据所述高频信号调制自身激光的光强，并向目标物发射激光；

可选的，在某些可选的实施方式中，所述激光发射模块300，具体用于：根据复合高频发射信号调制自身激光的光强，并向所述目标物发射激光，其中，所述复合高频发射信号由各所述主振锁相环产生的高频信号复合叠加而成。

可选的，结合前述例子，复合高频发射信号是频率为W1～WN的高频信号直接线性叠加产生的信号，合成的复合高频发射信号中这N个频率为W1～WN的信号都有。

可选的，激光发射模块300的光强与控制电压的大小为线性关系，复合高频发射信号的电压瞬时值的变化会导致光强瞬时值的变化，此过程为复合高频发射信号调制激光发射模块300的光强的过程，本发明对此不做限制。

所述激光接收模块400，用于将所述目标物反射的激光转化为高频反射信号，并将所述高频反射信号发送至所述混频模块600；

可选的，在某些可选的实施方式中，所述激光接收模块400，具体用于：将所述目标物反射的激光转化为N条高频反射信号，并将各所述高频反射信号分别发送至各所述第二混频器，其中，一条所述高频反射信号对应一个所述第二混频器，一条所述高频反射信号对应一个所述主振锁相环产生的高频信号。

可选的，激光接收模块400可以包括：偏置电路、信号调理、放大滤波电路和自动增益控制电路等，本发明对此不做限制。

可选的，结合前述例子，合高频发射信号中包含N个频率为W1～WN的信号。因此，目标物反射的激光中，也会携带这N个信号的信息。激光接收模块400在接收到目标物反射的激光后，可以对应转化得到N条高频反射信号(分别是W₁～W_N)。由于激光已经经过目标物反射，所以N条高频反射信号与复合高频发射信号中的N条高频信号有一定区别。但是，N条高频反射信号与复合高频发射信号中的N条高频信号是一一对应的关系，本发明对此不做限制。

所述混频模块600，用于将所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至所述第二滤波模块800；

例如，如图2所示，在某些可选的实施方式中，所述混频模块600，包括：N个第二混频器；

任一所述第二混频器，均执行：将自身获得的所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到所述第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至所述第二滤波模块800，其中，所述第二混频器和所述第一滤波器一一对应。

可选的，结合前述例子，以第二混频器1为例，其接收到差频信号(W1-W0)和高频反射信号W₁之后，可以将差频信号(W1-W0)和高频反射信号W₁进行混频得到信号W0和其他高频波。其他第二混频器的执行过程与第二混频器1相似，本明对此不做过多描述。

所述第二滤波模块800，用于滤除所述第二混频信号中的高频段信号后得到多个测量信号并将各所述测量信号发送至所述控制模块100；

例如，如图2所示，在某些可选的实施方式中，所述第二滤波模块800，包括：N个第二滤波器；

任一所述第二滤波器，均执行：将自身获得的所述第二混频信号中的高频段信号滤除，得到相应的所述测量信号并将所述测量信号发送至所述控制模块100，其中，所述第二滤波器与所述第二混频器一一对应。

可选的，结合前述例子，以第二滤波器1为例，其在接收到第二混频器1发送的信号W0和其他高频波之后，可以进行滤波，得到相应的测量信号1(其频率为W0)。其他第二滤波器的执行过程与第二滤波器1相似，本发明对此不做过多描述。

所述控制模块100基于所述参考信号和各所述测量信号，计算得到被测量，其中，所述参考信号与所述测量信号的频率一致。

可选的，控制模块100采集到参考信号和各所述测量信号(测量信号1～测量信号N)后，可以进行离散傅里叶变换，求出各个信号的相位(参考信号的相位：φ0，各测量信号的相位：φ1～φN)，计算得到N个测量信号与参考信号之间的相位差，计算N个被测量后，即可得到被测量的准确数值。

需要说明的是：本发明可以用于激光测距，即，本发明所说的被测量可以理解为距离。当然，除此之外，本发明还可以用于激光测量的其他领域，例如测长度、测速度、测面积等，本发明对此不做限制。

例如，如图3所示的相位式激光测距原理图。在相位式激光测距中，吧连续的激光进行幅度调制，调制光的光强岁时间做周期性变化，测定调制光往返过程中所经过的相位变化即可求出时间和距离。

假定图3中发射处和提升容器(目标物，反射处)的距离为x，激光的速度为c，激光往返发射处与反射处之间的时间为t，则有：t＝2×x÷c。

设调制波频率为f，从发射处到接收处的相位差为则有：

其中，N为完整周期波的个数，为不足周期波的余相位。因此，可以解出：

其中，称为测尺或者刻度，N即为测尺整数，为余尺。

如图4所示，一种激光测距仪，包括：单片机、N个主振锁相环、激光发射器、激光接收器、N个第一混频器、N个第二混频器、N个第二滤波器和一个第三滤波器，其中，所述N为大于1的整数；

所述单片机产生低频信号并将所述低频信号发送至各所述第一混频器和所述第三滤波器；

任一所述主振锁相环，均执行：根据所述单片机产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射器和任一所述第一混频器，其中，所述主振锁相环与所述第一混频器一一对应；

任一所述第一混频器，均执行：将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后得到的信号输出给任一所述第一滤波器，其中，所述第一滤波器与所述第一混频器一一对应；

任一所述第一滤波器，均执行：将所述第一混频器输出的信号中的噪声滤除，得到相应的第一混频信号并将所述第一混频信号发送至任一所述第二混频器，其中，所述第一滤波器与所述第二混频器一一对应；

所述激光发射器根据各所述高频信号调制自身激光的光强，并向目标物发射激光；

所述激光接收器将所述目标物反射的激光转化为N条高频反射信号，并将各所述高频反射信号分别发送至各所述第二混频器，其中，一条所述高频反射信号对应一个所述第二混频器，一条所述高频反射信号对应一个所述主振锁相环产生的高频信号；

任一所述第二混频器，均执行：将自身获得的所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至任一所述第二滤波器，其中，所述第二混频器和所述第二滤波器一一对应；

任一所述第二滤波器，均执行：将自身获得的所述第二混频信号中的高频段信号滤除，得到相应的所述测量信号并将所述测量信号发送至所述单片机；

所述单片机基于所述参考信号和测量信号，计算得到被测量，其中，所述参考信号与测量信号的频率一致。

在本发明中，诸如第一和第二等之类的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。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本发明所示的这些实施例，而是要符合与本发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光测试装置，其特征在于，包括：控制模块、锁相环模块、激光发射模块、激光接收模块、混频滤波模块、混频模块、第一滤波模块和第二滤波模块；

所述控制模块，用于产生低频信号并将所述低频信号发送至所述混频滤波模块和所述第一滤波模块；

所述第一滤波模块，用于滤除所述低频信号中的噪声后得到参考信号，并将所述参考信号发送给所述控制模块；

所述锁相环模块，用于产生高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块和所述混频滤波模块；

所述混频滤波模块，用于将所述低频信号和所述高频信号混频后滤除噪声得到第一混频信号，并将所述第一混频信号发送至所述混频模块；

所述激光发射模块，用于根据所述高频信号调制自身激光的光强，并向目标物发射激光；

所述激光接收模块，用于将所述目标物反射的激光转化为高频反射信号，并将所述高频反射信号发送至所述混频模块；

所述混频模块，用于将所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至所述第二滤波模块；

所述第二滤波模块，用于滤除所述第二混频信号中的高频段信号后得到多个测量信号并将各所述测量信号发送至所述控制模块；

所述控制模块基于所述参考信号和各所述测量信号，计算得到被测量，其中，所述参考信号与所述测量信号的频率一致。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁相环模块，具体用于根据所述控制模块产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生所述高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块和所述混频滤波模块。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述锁相环模块，包括：N个主振锁相环，其中，所述N为大于1的整数；

任一所述主振锁相环，均执行：根据所述控制模块产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生所述高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射模块和所述混频滤波模块，其中，不同的所述主振锁相环产生高频信号时的主振频率不同。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述混频滤波模块，包括：N个混频滤波单元；

任一个所述混频滤波单元，均执行：将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后滤除噪声得到相应的所述第一混频信号，并将所述第一混频信号发送至所述混频模块，其中，所述混频滤波单元与所述主振锁相环一一对应。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述混频滤波单元，包括：第一混频器和第一滤波器；

所述第一混频器，用于将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后得到的信号输出给所述第一滤波器；

所述第一滤波器，用于将第一混频器输出的信号中的噪声滤除，得到相应的所述第一混频信号并将所述第一混频信号发送至所述混频模块。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述混频模块，包括：N个第二混频器；

任一所述第二混频器，均执行：将自身获得的所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到所述第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至所述第二滤波模块，其中，所述第二混频器和所述第一滤波器一一对应。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二滤波模块，包括：N个第二滤波器；

任一所述第二滤波器，均执行：将自身获得的所述第二混频信号中的高频段信号滤除，得到相应的所述测量信号并将所述测量信号发送至所述控制模块，其中，所述第二滤波器与所述第二混频器一一对应。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述激光发射模块，具体用于：根据复合高频发射信号调制自身激光的光强，并向所述目标物发射激光，其中，所述复合高频发射信号由各所述主振锁相环产生的高频信号复合叠加而成。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述激光接收模块，具体用于：将所述目标物反射的激光转化为N条高频反射信号，并将各所述高频反射信号分别发送至各所述第二混频器，其中，一条所述高频反射信号对应一个所述第二混频器，一条所述高频反射信号对应一个所述主振锁相环产生的高频信号。

10.一种激光测距仪，其特征在于，包括：单片机、N个主振锁相环、激光发射器、激光接收器、N个第一混频器、N个第二混频器、N个第二滤波器和一个第三滤波器，其中，所述N为大于1的整数；

所述单片机产生低频信号并将所述低频信号发送至各所述第一混频器和所述第三滤波器；

任一所述主振锁相环，均执行：根据所述单片机产生的控制信号或者外部晶振产生的控制信号，产生高频信号并将所述高频信号发送给所述激光发射器和任一所述第一混频器，其中，所述主振锁相环与所述第一混频器一一对应；

任一所述第一混频器，均执行：将所述低频信号和自身获得的所述高频信号混频后得到的信号输出给任一所述第一滤波器，其中，所述第一滤波器与所述第一混频器一一对应；

任一所述第一滤波器，均执行：将所述第一混频器输出的信号中的噪声滤除，得到相应的第一混频信号并将所述第一混频信号发送至任一所述第二混频器，其中，所述第一滤波器与所述第二混频器一一对应；

所述激光发射器根据各所述高频信号调制自身激光的光强，并向目标物发射激光；

所述激光接收器将所述目标物反射的激光转化为N条高频反射信号，并将各所述高频反射信号分别发送至各所述第二混频器，其中，一条所述高频反射信号对应一个所述第二混频器，一条所述高频反射信号对应一个所述主振锁相环产生的高频信号；

任一所述第二混频器，均执行：将自身获得的所述第一混频信号和所述高频反射信号混频得到第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至任一所述第二滤波器，其中，所述第二混频器和所述第二滤波器一一对应；

任一所述第二滤波器，均执行：将自身获得的所述第二混频信号中的高频段信号滤除，得到相应的所述测量信号并将所述测量信号发送至所述单片机；

所述单片机基于所述参考信号和测量信号，计算得到被测量，其中，所述参考信号与测量信号的频率一致。