一種相位脈沖式激光測距的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及激光測距領域，更具體地說，本發明設及一種相位脈沖式激光測距的 方法。
【背景技術】
[0002] 傳統的相位式激光測距儀，采用連續波作為發射激勵，不同的時間段采用不同的 發射頻率。采用測尺多，可W提高系統的抗噪聲能力，但是要W增加測量時間和成本為代 價。采用測尺過少，則可能帶來測程短、抗干擾能力差等問題。現有技術中，一般采用多把測 尺（> 4把），W同時保證量程和精度。
【發明內容】
[0003] 針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種相位脈沖式激光測距的方法， 采用低占空比、不同頻率的兩個發射脈沖信號作為發射激勵，獲取每個發射脈沖信號中各 種頻率分量的相位差，再將兩個發射脈沖信號各種頻率分量的相位差做差運算，獲得多個 目標測尺頻率的相位差，滿足測量精度要求的同時，具有成本低、抗干擾能力強、測量速度 快的優點。
[0004] 為了實現根據本發明的運些目的和其它優點，本發明通過W下技術方案實現：
[0005] -種相位脈沖式激光測距的方法，包括W下步驟：
[0006] S1，獲取頻率為FlMHz的第一發射脈沖信號中各種頻率分量的第一相位差從1，及 獲取頻率為F2MHZ的第二發射脈沖信號中各種頻率分量的第二相位差
[0007] S2，將所述第二相位差和所述第一相位差做差運算，獲得目標測尺頻率的相位差 滅三牠2-堿1 · 9
[000引 S3，代入測距公式：L二C/2締，得到相應的激光測距距離L [0009] 其中，C為光速度，L為測距距離；
[0010]所述第一發射脈沖信號和所述第二脈沖信號的占空比均為5%-1〇%;
[0011] 所述頻率為FlMHz的第一發射脈沖信號的頻率范圍為5MHz<Fl<20MHz;
[0012] 所述頻率為F2MHZ的第二發射脈沖信號的頻率范圍為5MHz<F2<20MHz。
[0013] 進一步的，步驟S1具體包括W下步驟：
[0014] S11，通過頻率為F1M化的第一發射脈沖信號及其反饋的頻率為FlMHz的第一回波 脈沖信號和頻率為(Fl-O.OOl)MHz的第一本振脈沖信號，采集第一參考信號和第一回波信 號；
[0015] S12,通過頻率為F2M化的第二發射脈沖信號及其反饋的頻率為F2MHZ的第二回波 脈沖信號和頻率為(F2-0.001)MHz的第二本振脈沖信號，采集第二參考信號和第二回波信 號；
[0016] S13,將采集得到的所述第一參考信號和所述第一回波信號發送給控制器，并分別 與本地正弦信號進行鑒相后再做相位差的處理，得出第一相位差；
[0017] S14,將采集得到的所述第二參考信號和所述第二回波信號發送給控制器，并分別 與本地正弦信號進行鑒相后再做相位差的處理，得出第二相位差。
[0018] 優選的，步驟S11具體包括W下步驟：
[0019] 將頻率為FlMHz的第一發射脈沖信號與(Fl-O.OOl)MHz的第一本振脈沖信號依次 經過混頻、低通濾波、放大處理，得到所述第一參考信號；
[0020] 將頻率為FlMHz的第一回波脈沖信號與(F1-0.001 )MHz的第一本振脈沖信號依次 經過混頻、低通濾波、放大處理，得到所述第一回波信號。
[0021] 優選的，步驟S12具體包括W下步驟：
[0022] 將頻率為F2MHZ的第二發射脈沖信號與(F2-0.001)MHz的第二本振脈沖信號依次 經過混頻、低通濾波、放大處理，得到所述第二參考信號；
[0023] 將頻率為F2MHZ的第二回波脈沖信號與(F2-0.001)MHz的第二本振脈沖信號依次 經過混頻、低通濾波、放大處理，得到所述第二回波信號。
[0024] 優選的，步驟S13具體包括W下步驟：
[0025] 控制器接收所述第一參考信號并對其進行模數轉換，并將模數轉換后的第一參考 信號與本地正弦信號做鑒相處理，得出第一相位；
[0026] 控制器接收所述第一回波信號并對其進行模數轉換，并將模數轉換后的第一回波 信號與本地正弦信號做鑒相處理，得出第二相位；
[0027] 所述控制器對所述第一相位和所述第二相位做差的運算，得出第一相位差。
[00%]優選的，步驟S14具體包括W下步驟：
[0029] 控制器接收所述第二參考信號并對其進行模數轉換，并將模數轉換后的第二參考 信號與本地正弦信號做鑒相處理，得出第Ξ相位；
[0030] 控制器接收所述第二回波信號并對其進行模數轉換，并將模數轉換后的第二回波 信號與本地正弦信號做鑒相處理，得出第四相位；
[0031] 所述控制器對所述第Ξ相位和所述第四相位做差的運算，得出第二相位差。
[0032] 進一步的，所述本地正弦信號至少有五個；
[0033] 每個所述本地正弦信號的頻率F> O.OOlMHz，且為頻率F = 0.001MHz的倍頻；
[0034] 每個所述本地正弦信號對應一個所述第一相位差W及一個所述第二相位差。
[0035] 優選的，所述本地正弦信號的頻率為0.0 OlMHz、0.002MHz、0.003MHz、0.004MHz和 0.005MHz ο
[0036] 進一步的，所述第一發射脈沖信號頻率FI為7.5MHz，所述第二發射脈沖信號頻率 F2為8MHz。
[0037] 優選的，所述第一發射脈沖信號和所述第二發射脈沖信號的占空比均為5%。
[0038] 優選的，所述第一參考信號、第一回波信號、第二參考信號和第二回波信號的占空 比均為10%。
[0039] 本發明由于采用W上技術方案，使之與現有技術相比，具有W下的優點和積極效 果：
[0040] 1)采用低占空比 5%-10%、頻率滿足 5MHz<Fl<20MHz、5MHz<F2<20MHz 的兩個 發射脈沖信號作為發射激勵，獲取每個發射脈沖信號中各種頻率分量的相位差，再將兩個 發射脈沖信號各種頻率分量的相位差做差運算，獲得多個目標測尺頻率的相位差，滿足測 量精度要求的同時，具有成本低、抗干擾能力強、測量速度快的優點；
[0041 ] 2)所述本地正弦信號是頻率化化的至少五個;每個所述本地正弦信號對應一 個所述第一相位差W及一個所述第二相位差；用于獲取每個發射脈沖信號中至少前5個頻 率分量的相位差，提高測量精度；
[0042] 3)所述第一發射脈沖信號頻率F1為7.5M化，所述第二發射脈沖信號頻率F2為 8M化，占空比均為5%;此時，通過至少五個所述本地正弦信號獲取每個發射脈沖信號中至 少前5個頻率分量的相位差，可W獲得多種長短銜接的目標測尺頻率的相位差，提高測量的 精度。
【附圖說明】
[0043] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領 域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W根據運些附圖獲得其他的附圖。附 圖中：
[0044] 圖1為本發明所述的相位脈沖式激光測距的方法中第一發射脈沖信號為7.5MHz占 空比為5%時采集第一參考信號和第一回波信號的方法示意圖；
[0045] 圖2為本發明所述的相位脈沖式激光測距的方法中獲得第一發射脈沖信號中各種 頻率分量的第一相位差的方法示意圖；
[0046] 圖3為本發明所述的相位脈沖式激光測距的方法中第二發射脈沖信號為8MHz占空 比為5%時采集第二參考信號和第二回波信號的方法示意圖；
[0047] 圖4為本發明所述的相位脈沖式激光測距的方法中獲得第二發射脈沖信號中各種 頻率分量的第二相位差的方法示意圖。
【具體實施方式】
[0048] 為了使本申請所掲示的技術內容更加詳盡與完備，可參照附圖W及本發明的下述 各種具體實施例。然而，本領域的普通技術人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來 限制本發明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加 W說明，W令本領域技術人員參 照說明書文字能夠據W實施。下面參照附圖，對本發明各個方面的【具體實