[发明专利]基于赝热光二阶关联性的测距系统

权利要求书

1.一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，包括赝热光源模块、分束器、探测模块、发射装置、接收装置和测距模块，所述探测模块包括探测器(1)、探测器(2)，其中，所述赝热光源模块发出光束，所述光束经过所述分束器分成两路，其中一路被所述探测器（1）接收；另外一路通过所述发射装置准直扩束并照射目标物体，所述目标物体的反射回波光束被所述接收装置接收，并输入到所述探测器（2）；所述探测器（1）输出参考信号的光电脉冲，所述探测器（2）输出测量信号的光电脉冲，所述参考信号的光电脉冲和测量信号的光电脉冲发送至所述测距模块，所述测距模块输出所述目标物体相对所述测距系统的距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述测距模块采用符合测量算法和曲线拟合算法，所述符合测量算法将所述探测器（1）和所述探测器（2）的输出进行信号序列符合计数并得到赝热光二阶关联曲线的样本点，所述曲线拟合算法通过赝热光场的理论公式将所述符合测量算法的得到的一系列样本点拟合成为一条光滑的曲线，并输出所述目标物体相对所述测距系统的距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述参考信号的光电脉冲和测量信号的光电脉冲到达所述测距模块的时间分别为t₁和t₂，所述距离为L，可以表示为：c为光传播的速度。

4.根据权利要求1所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述赝热光源模块包括可调衰减器、透镜、毛玻璃、针孔；通过波长为780nm的半导体激光器发出连续激光首先经过所述可调衰减器，然后经过所述透镜，汇聚至所述毛玻璃的表面，所述毛玻璃是旋转的，激光通过所述旋转的毛玻璃产生赝热光，所述赝热光通过所述针孔输出，所述针孔实现空间滤波，使得所述赝热光通过所述针孔以后具有相同的空间特性，以减小空间关联对时间关联的影响。

5.根据权利要求4所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述旋转的毛玻璃由马达带动，调节所述马达转速即可改变所述毛玻璃的转动角速度，从而加速或者降低毛玻璃表面光斑处的线速度。

6.根据权利要求1所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述探测模块还包括对光束进行滤波和耦合的装置，所述滤波和耦合的装置有两路，所述赝热光源模块发出光束，所述光束经过所述分束器分成两路，其中一路经过所述滤波和耦合装置中的一路被所述探测器（1）接收；另外一路通过所述发射装置准直扩束并照射目标物体，所述目标物体反射回波光束被所述接收装置接收，并经过所述滤波和耦合装置中的另一路输入到所述探测器（2）；所述探测器（1）的输出作为参考信号，所述探测器（2）的输出作为测量信号。

7.根据权利要求6所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述滤波和耦合的装置采用了中心波长为780±2nm，带宽为10±2nm，峰值透过率最低为50%的窄带干涉滤波片进行滤波。

8.根据权利要求1所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述探测模块还包括高速采集电路，所述探测器（1）和（2）的输出经过所述高速采集电路记录所述参考信号的光电脉冲和测量信号的光电脉冲到达所述测距模块的时间。

9.根据权利要求2所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述符合测量算法为在测量信号时间序列标签中每个标签值上加上延时τ₀+iτ，选取参考信号的时间标签序列作为基准，将参考信号时间标签序列中每一个时间标签作为一个时间区间的中点，而时间区间的长度即为符合门宽，在每一个参考信号的时间区间内搜索具有延时τ₀+iτ的测量信号的时间标签，若有测量信号的时间标签落入区间内，则记符合数加一；搜索完信号路所有的时间标签后，即得到延时τ₀+iτ下的符合数n(τ)，并根据方程计算这个延时τ₀+iτ下归一化的时间二阶相干函数g⁽²⁾(τ)，完成一次符合计算，即得到一个样本点，调整i的取值，计算所有的样本点；其中τ₀为测量起点，i为样本点个数。

10.根据权利要求2所述的一种基于赝热光二阶关联性的测距系统，其特征在于，所述曲线拟合算法采用的所述赝热光场理论公式为：

g(2)(τ)=1+(f1+f)2e-(τ-Δτ)2/p2+2f(1+f)2e-(τ-Δτ)2/q2]]>式中，f为所述赝热光与相干光场光强比值，p为所述赝热光的线宽参数，q为所述相干光线宽参数；Δτ为二阶关联函数峰值的位置，τ是函数变量，应变量g⁽²⁾(τ)根据时间延迟τ的不同取值有不同的值。