[发明专利]一种基于APD的光功率自补偿的激光测距系统和方法

权利要求书

1.一种基于APD的光功率自补偿的激光测距系统，其特征在于，所述系统包括：发射系统、光功率调节系统和接收系统；

发射系统，用于向待测目标物发射频率为f的测量光信号、向反光镜发射频率为0的补偿光信号；

以及，在接收系统确定接收到的测量光信号对应的反射光信号与补偿光信号对应的反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致时，停止向待测目标物发射测量光信号，并，向反光镜发射功率为P₀、频率为f的补偿光信号；

光功率调节系统，用于调节发射系统中补偿光信号的发射功率，以使接收系统接收到的测量光信号对应的反射光信号与补偿光信号对应的反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致；

接收系统，用于接收频率为f的测量光信号经待测目标物反射后返回的反射光信号，和，接收频率为0的补偿光信号经反光镜反射后返回的反射光信号；

以及，判断接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P是否一致；当接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致时，确定当前时刻下的测量光信号对应的反射光信号的第一相位值和当前时刻下的补偿光信号的功率P₀；当接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P不一致时，控制所述光功率调节系统对发射系统中补偿光信号的发射功率进行调节；

以及，接收功率为P₀、频率为f的补偿光信号对应的反射光信号，确定所述功率为P₀、频率为f的补偿光信号对应的反射光信号的第二相位值；

以及，根据所述第一相位值与第二相位值的差值，确定所述待测目标物的距离。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，发射系统包括：测距激光发生器、补偿激光发生器和开关切换单元；接收系统包括：APD、相位提取单元和处理器；

测距激光发生器，用于向待测目标物发射频率为f、功率为P₁的测量光信号；

补偿激光发生器，用于向反光镜发射频率为0、功率为P₂的补偿光信号；

APD，用于接收频率为f、功率为P₁的测量光信号经待测目标物反射后返回的反射光信号以及接收频率为0、功率为P₂的补偿光信号经反光镜反射后返回的反射光信号；判断接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P是否一致；当接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致时,控制相位提取单元的执行；当接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P不一致时，根据接收到的各反射光信号的光功率之和，计算得到电流I₁；

光功率调节系统，用于根据电流I₁得到调节电流I₂，将调节电流I₂输入至补偿激光发生器，以使补偿激光发生器根据所述调节电流I₂向反光镜发射频率为0、功率为P₃的补偿光信号；其中，所述光功率调节系统基于所述接收系统、光功率调节系统和发射系统构成的闭环系统对补偿激光发生器的发射功率进行循环调节，直至APD接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致；

相位提取单元，用于在APD确定接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致时，确定当前时刻下的测量光信号对应的反射光信号的第一相位值；

处理器，用于在APD确定接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致时，确定当前时刻下的补偿光信号的功率P₀，并将功率P₀发送至补偿激光发生器；

开关切换单元，用于在APD确定接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致时，关闭测距激光发生器，停止向待测目标物发射测量光信号；

补偿激光发生器，还用于在APD确定接收到的各反射光信号的光功率之和与预设参考功率P一致时，向反光镜发射功率为P₀、频率为f的补偿光信号；

相位提取单元，还用于确定功率为P₀、频率为f的补偿光信号对应的反射光信号的第二相位值；

处理器，还用于根据所述第一相位值与第二相位值的差值，确定所述待测目标物的距离。