[发明专利]一种无扫描激光探测回波信号的接收方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于一种目标测距方法及装置，尤其指一种无扫描激光探测回波信号的接收方法及装置。

背景技术

从上世纪90年代，无扫描三维成像系统逐步成为了人们研究的热点，它根据激光相位测距原理，使用一定发散角、强度调制的激光束照射待测区域，通过对回波信号进行相位提取获得距离值重建目标图像，具有价格低、重量轻、结构紧凑、可靠性高、成像速度快、分辨率高等优点，因此成为三维信息获取技术的重要发展方向。

对于单相位叠加信号，回波信号的相位值可以通过计算得到，但是在目标距离未知的情况下，如何判断相位的真实位置存在困难。例如，假设余弦值为1/2，那么根据反余弦取值范围可知对应相位为π/3，但是在这里相位取值范围在0~2π之间，这将还出现一个值5π/3，因此在距离与相位差的关系r=cφ2w]]>中，将产生鉴相误差。

为了获得准确的相位信息，在这种成像方式中，通过使用多次回波与不同相位的调制信号的叠加实现鉴相。目前广泛应用的单个光电传感器对回波叠加信号进行三个间隔正交相位的曝光。

上述方法尽管可以解决这种距离的不确定性问题，但却存在以下问题：

1、曝光时间增加了至少三倍，如果假设一次曝光时间为一个nT，那么总的曝光时间显而易见为Tsum＝3nT，这将不能满足快速获取目标的要求。

2、如果成像装置安装在移动平台上将引起像移误差。图1为产生像移偏差的示意图，在三次曝光时间点载有探测装置的移动平台移动了图中三个位置，由于无扫描三维成像系统的特性，视场范围也势必相应进行移动，这就改变了探测对象造成了像移偏差。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种无扫描激光探测回波信号的接收方法及装置，可以缩减了信号采样时间，并且避免像移偏差。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无扫描激光探测回波信号的接收方法，包括：

向目标发射探测信号；

将探测获得的目标回波信号进行分光处理分为多个子信号；

对分光处理后的多个子信号在相应的多个传感器上进行曝光，曝光后得到相应的多个电信号；

对所述多个电信号进行分析计算，得到目标的距离值。

一种无扫描激光探测回波信号的接收装置，所述装置包括：

回波探测单元，用于探测目标回波信号，根据探测到的目标回波信号控制曝光触发单元；

分光单元，用于将目标回波信号进行分光处理分为多个子信号；

传感器单元，用于对分光处理后的多个子信号进行曝光；

曝光触发单元，用于触发所述传感器单元对多个子信号进行曝光；

信号处理单元，用于对所述传感器单元曝光后的信号，进行采集、检测和计算。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明将目标回波信号分为多个相位相同的子信号，然后通过同步触发曝光获得多个具有固定相位延迟的回波信号，根据多个曝光后的回波信号计算目标的距离。本发明缩减了信号采样时间，并且避免像移偏差。本发明适用于在静态平台进行快速曝光测量的情况，也适用于在移动平台进行测量的情况。

附图说明

图1为产生像移偏差的示意图；

图2为本发明的一种无扫描激光探测回波信号的接收方法的流程图；

图3为本发明的一种无扫描激光探测回波信号的接收装置的方框图；

图4为本发明的一种无扫描激光探测回波信号的接收装置的示意图。

具体实施方式

无扫描激光探测的目标回波信号进入本发明接收装置前先进行准直处理，本发明使用了多个分光镜将同一视场的目标回波信号分成多个子信号，每个子信号除强度上的差异外含有完全相同的目标相位信息。通过回波探测模块探测目标回波信号，并根据探测到的回波信号控制曝光触发单元，曝光触发单元触发所述传感器单元对多个子信号进行固定触发时间间隔的同步曝光，子信号曝光后转化为电信号，信号处理单元曝光后的电信号进行分析计算，得出目标的距离值。

为便于理解，下面将结合附图对本发明实施例的实现过程进行说明。

如图2所示，相应的目标回波信号的接收过程可以包括：

步骤1，向目标发射探测信号，探测信号经过信号强度调制；