[发明专利]高速激光测距方法及高速激光测距系统

权利要求书

1.一种高速激光测距方法，其特征在于，其包括如下步骤：将正弦信号通过激光驱动电路驱动激光二极管工作，使激光二极管发射平行光对目标物进行照射；使用APD雪崩光电二极管接收目标物的反射光并转化为回波信号；取激光驱动电路驱动激光二极管的发射信号，用同一路本振信号对发射信号和回波信号进行混频、下变频，得到两路中频信号，测量两路中频信号的相位差，两路中频信号的相位差即为回波信号和发射信号的相位差，该相位差与测量距离成正比例的关系，这样根据相位差就可测量出激光二极管距目标物的距离。

2.根据权利要求1所述的高速激光测距方法，其特征在于：两路中频信号通过带有计时功能的CPLD进行测量。

3.根据权利要求1所述的高速激光测距方法，其特征在于：激光二极管发射的平行光为635nm的红光。

4.一种高速激光测距系统，其特征在于，其包括：

发射模块，所述发射光学系统包括正弦波发射信号形成电路、激光二极管驱动电路、激光二极管和发射透镜，正弦波发射信号形成电路给激光二极管驱动电路发送正弦信号使激光二极管发光，激光二极管发出光经发射透镜变为平行光；

接收模块，所述接受模块包括接收透镜、APD雪崩光电二极管、APD偏压自混频运放电路、本振耦合APD偏压电路、所述收透镜用于接收反射光并照射在APD雪崩光电二极管上，APD雪崩光电二极管上与APD偏压自混频运放电路连接，APD偏压自混频运放电路与本振耦合APD偏压电路连接；

混频电路，所述混频电路的信号输入端与激光二极管驱动电路的信号输出端连接，混频电路的本振频率输入端与正弦波本振形成电路连接，所述正弦波本振形成电路还与本振耦合APD偏压电路的本振频率输入端连接；

所述混频电路的输出端通过运放整形电路与相位比较电路连接，所述APD偏压自混频运放电路通过运放整形电路与所述相位比较电路连接。

5.根据权利要求4所述的高速激光测距系统，其特征在于：所述相位比较电路采用计时电路CPLD。

6.根据权利要求5所述的高速激光测距系统，其特征在于：所述本振耦合APD偏压电路为倍压升压及本振耦合APD偏压电路，所述倍压升压及本振耦合APD偏压电路与PWM缓冲驱动电路连接，所述倍压升压及本振耦合APD偏压电路通过PWM信号的占空比控制升压值，所述倍压升压及本振耦合APD偏压电路还与一APD偏压取样电路连接，所述APD偏压取样电路与一单片机微控制器电路连接，所述单片机微控制器电路与所述计时电路CPLD连接，所述计时电路CPLD与所述PWM缓冲驱动电路连接；单片机微控制器电路通过APD偏压取样电路反馈信号大小通过计时电路CPLD控制PWM缓冲驱动电路的信号输出。

7.根据权利要求6所述的高速激光测距系统，其特征在于：所述单片机微控制器电路上设有外部复位、RS232接口及ISP接口。

8.根据权利要求4所述的高速激光测距系统，其特征在于：所述激光二极管驱动电路为激光APC驱动电路，所述激光APC驱动电路还与一开关控制电路连接，所述开关控制电路控制所述激光APC驱动电路工作或停止。

9.根据权利要求5所述的高速激光测距系统，其特征在于：所述正弦波本振形成电路为缓冲正弦波本振形成电路，该缓冲正弦波本振形成电路的信号输入端与所述计时电路CPLD连接，所述计时电路CPLD输出本振方波信号给所述缓冲正弦波本振形成电路。

10.根据权利要求4所述的高速激光测距系统，其特征在于：所述APD偏压自混频运放电路为APD偏压自混频及高精密运放电路。