[发明专利]一种激光测距的校准装置

说明书

技术领域

本发明属于光电测距领域，特别涉及一种激光测距的校准装置。

背景技术

激光测距，由于其测量精度高可达毫米级别，而在200米内的短距离 激光测距中得到广泛应用。基于测相位差原理的激光测距，是用调制的激 光光束照射被测目标，激光光束经被测目标反射后折回，将激光光束往返 过程产生的相位变化换算成被测目标的距离，其测量的准确性和精度受测 距装置内部零件特性的影响。激光测距仪器的精度要求越高，其电路的复 杂程度与精密器件的需求就大大提高。因此，由于环境因素如温度，以及 器件使用寿命对器件性能造成影响后所导致器件所产生的相位漂移，不可 忽视。

现有技术一般采用测量与校正光路的相位差补偿原理消除电路系统的 附加相移，确保测量数据不受外界环境因素影响。消除附加相移的相位差 补偿原理，如下：

设测距信号先后经过校正光路与测量光路形成所滞后的相位差各为与为仪器内部电子线路在传送信号过程中产生的附加相移，则内、外测量光路测距信号Φ内与Φ外在相位器中分别于参考信号的比较结果为：

上述中，随仪器工作状态变化而变化，为随机相移，无法通过精确计 算求解，在测距时，交替使用内、外测量光路进行测相，在交替过程的短 时间内，可以认为附加相移没有变化，于是取内、外测量光路比较结果的 差值作为测量结果，即：

以上结果Φ已经消除了附加相移不稳定的影响，从而保证了测距的精 度。

对于上述附加相移的消除，中国专利号为201310073631.1的发明专利采 用以下校准方法：

通过同一发射装置，先后发射两波长不同的光波，分别形成外光路和 内光路；外光路的形成过程为：发射装置发射第一光波，第一光波的一部 分被第一接收装置接收作为外光路第一部分信号，另一部分被被测目标反 射后被第二接收装置接收作为外光路第二部分信号；内光路的形成过程为： 发射装置发射第二光波，第二光波的一部分被第一接收装置接收作为内光 路第一部分信号，另一部分并被第二接收装置接收作为内光路第二部分信 号；第二接收装置先后接收到的内、外光路第二部分信号与第一接收装置 先后接收到的内、外光路第一部分信号进行相位比较，输出消除部分基底 参考的内、外两路的相位信号，再对消除部分基底参考的内、外两路信号 进行相位比较，输出最终消除基底参考的相位信号。

上述双发双收相位测量装置解决了双路独立同波长激光管无法完全校 准温度带来的相位漂移的问题，但是其发射装置造价较高，且发射两波长 不同信号的同一发射装置集成于一个芯片封装内，布线局限性大，容易造 成射频串扰；而且无法在有限空间完全隔离所述不同波长信号，极易造成 光路隔离度差，致使测量能力受到限制。

鉴于上述现有的测距装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品工 程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研 究创新，以期创设一种激光测距的校准装置，使其更具有实用性。

发明内容

本发明中提供了一种激光测距的校准装置，通过设置校正光路发射装 置和测量光路发射装置两个发射装置，降低元器件的成本的同时，使得装 置内布线更加灵活，避免了射频干扰，降低维修成本，且方便组装，提高 了测量能力，更具有实用价值。

本发明采取的技术方案为：一种激光测距的校准装置，包括校正光路 发射装置、测量光路发射装置、校正光路接收装置和测量光路接收装置；

校正光路发射装置用于发射校正信号，且校正信号在装置内部传导后， 一部分被校正光路接收装置接收，另一部分被测量光路接收装置所接收；

测量光路发射装置用于发射测量信号，其中一部分信号在装置内部传 导后被校正光路接收装置接收，另一部分信号在装置外部经被测目标反射 后，被测量光路接收装置所接收。

进一步地，激光测距的校准装置，还包括分光器，分光器与校正光路 发射装置的发射端连接，将校正光路发射装置所发射的校正信号分为两路 测量信号，分别被校正光路接收装置和测量光路接收装置接收。

进一步地，激光测距的校准装置，还包括至少一个反射装置，反射装 置用于将校正光路发射装置和测量光路发射装置所发射的信号分别反射至 校正光路接收装置和测量光路接收装置。

进一步地，校正光路接收装置和测量光路接收装置均为雪崩二极管。

进一步地，反射装置为反射镜或光栅。