[发明专利]一种提高激光测距仪精度的方法及设备

权利要求书

1.一种提高激光测距仪精度的方法，包括半导体激光二极管LD和光 敏元件组成的发射和接收系统，其特征在于：分别将环境对LD和光敏元 件造成的影响补偿消除,其中，所述将环境对LD造成的影响进行补偿消除 包括如下步骤：将LD的真实发射信号引出，进行放大、混频、鉴相得到 相位;同时LD的发射出去的测量信号由光敏元件接收也进行放大、混频、 鉴相处理得到相位，再将两次的相位相减;所述将环境对光敏元件造成的 影响进行补偿消除包括如下步骤：首先，采用热敏传感器对光敏元件的环 境温度采样，得到一个温度值；由光敏元件本来有温度补偿的系数，这个 温度系数是可以计算出温度每上升一度，光敏元件的偏置电压上升多少 伏；最后用单片机的PWM控制器，控制升压电路，ADC采样电压给PWM控 制升压电路，得到相应的偏置电压，再用光敏元件温度补偿率补偿光敏元 件的偏压，得到一个稳定的增益倍数。

2.根据权利要求1所述的一种提高激光测距仪精度的方法，其特征 在于：所述光敏元件包括雪崩光电二极管APD或PD或光电倍增管。

3.根据权利要求1或2所述的一种提高激光测距仪精度的方法，其 特征在于：所述LD的真实发射信号为所述LD的主要回路上的电流信号或 LD内部PD接收到的LD发射的光电信号，所述LD的主要回路为LD回路 的地线端或电源端。

4.根据权利要求1或2所述的一种提高激光测距仪精度的方法，其 特征在于：所述LD的真实发射信号为LD内部的PD得到的高频信号，该 信号来自于如下方法：一、首先，用LD内部的PD光敏二极管取得LD的 亮度，同时将这个亮度放大，送入可调LDO做电压补偿；当电压过大时， 说明光功率不够，这样通过LDO将电压升高，使光功率与设定的值平稳； 当PD的电压过低时，说明光功率过大，这样则通过LDO将电压降低，使 光功率与设定的值相稳定；当LD的光功率恒定后，因为LD和PD是在一 起的，PD同样会得到LD发射出去的信号，这样得到LD内部的PD得到的 高频信号即为LD的真实发射信号。

5.根据权利要求1或2所述的一种提高激光测距仪精度的方法，其 特征在于：所述LD的真实发射信号为LD的真实电流信号，该信号来自于 如下方法：首先，用LD内部的PD光敏二极管取得LD的亮度，同时将这 个亮度放大，送入可调LDO做电压补偿；当电压过大时，说明光功率不够， 这样通过LDO将电压升高，使光功率与设定的值平稳；当PD的电压过低 时，说明光功率过大，这样则通过LDO将电压降低，使光功率与设定的值 相稳定；当LD的光功率恒定后，这样得到LD的电流信号即为LD的真实 发射信号。

6.根据权利要求1或2所述的一种提高激光测距仪精度的方法，其特 征在于：在测量过程中，保持PWM导通时间不变，让关断的时间变长， 控制光敏元件的偏置电压。

7.根据权利要求1所述的一种提高激光测距仪精度的方法，其特征在 于：所述热敏传感器采用NTC或PTC。

8.一种提高激光测距仪精度的设备，包括半导体激光二极管LD和光 敏元件组成的发射和接收系统，其特征在于：包括对所述LD进行环境影响补 偿的电路和对所述光敏元件进行环境影响补偿的电路;所述对激光二极管LD 进行环境影响补偿的电路为：将发射测量信号，由电阻C6给三极管Q1调制 后给激光二极管LD1，由电阻R9，电容C7给光电二极管PD一个偏置电压； 同时激光二极管LD的发射强度由光电二极管PD转换为电信号，给运算放大 器IC2放大；放大的光强度电压给线性稳压电源LDO的电压调节脚作电压调 节，线性稳压电源IC1的输出电压与发射的三极管Q1相连接；同时引出激光 二极管LD内部的光电二极管PD的信号，或是激光二极管LD的电流信号给混 频电路。

9.根据权利要求8所述的一种提高激光测距仪精度的设备，其特征在于： 由电感L1，场效应管Q2，二极管D1，电容C2组成一个升压电路，单片机MCU 产生PWM导通，PWM电平为高电平；使场效应管Q2导通，电感L1储能，二 极管D1截止，由电容C2给后面的电路供电；导通时间过了后，PWM电平变 为低电平，场效应管Q2截止，二极管D1导通给电容C2充电同时给后面的电 路供电;如此反复，实现升压；电阻R1，电容C4组成滤波电路；电阻R3，电 阻R4将高压比例变小，给A/D采样得到后面的电压；电阻R2为限流电阻， 给二极管D2、光敏元件提供偏置电压；光敏元件由偏置电压控制增益倍数 大小。