[发明专利]脉冲参数加密的激光测距系统及方法

权利要求书

1.一种脉冲参数加密的激光测距系统，其特征在于，包括激光探测器、脉冲发射系统、激光脉冲接收系统、微控制器、时间间隔测量单元及脉冲调制编码装置，所述脉冲发射系统用于发射脉冲激光，所述激光脉冲接收系统用于在探测目标反射的脉冲回波进入激光探测器前进行接收和处理，所述微控制器分别与激光探测器、脉冲发射系统、激光脉冲接收系统连接并提供相应的控制信号，以读取相应的测量数据进行计算与处理，所述脉冲调制编码装置分别与微控制器连接、脉冲发射系统连接，并在微控制器控制下对脉冲发射系统的激光发射脉冲频率、宽度或峰值功率随机调制编码发送和接收解调，所述时间间隔测量单元与微控制器以及脉冲调制编码装置连接，用于即时记录激光发射脉冲频率、宽度或峰值功率随机调制编码的时间、计时终点并反馈给微控制器，所述微控制器在解调时根据时间间隔测量单元记录的时间和激光发射脉冲频率、宽度或峰值解调出对应的接收激光，测得所需数据。

2.如权利要求1所述的脉冲参数加密的激光测距系统，其特征在于，所述脉冲调制编码装置包括脉冲发生单元和脉冲调制单元，所述脉冲发生单元与脉冲发射系统连接，为激光发射单元提供所需的可调制的脉冲信号，所述脉冲调制单元与脉冲发生单元连接，以对脉冲信号进行调制。

3.如权利要求2所述的脉冲参数加密的激光测距系统，其特征在于，所述脉冲发射系统包括半导体激光器、LD偏置电压发生器、LD驱动电路，所述LD偏置电压发生器与半导体激光器连接，以提供工作所需的偏置电压并加载至LD驱动电路中，驱动半导体激光器发光，所述脉冲发生单元与LD驱动电路连接，为LD驱动电路提供所需的可调制的脉冲信号。

4.如权利要求1所述的脉冲参数加密的激光测距系统，其特征在于，所述激光脉冲接收系统包括APD驱动电路、APD偏压发生器及偏压控制电路、可控增益放大电路、时刻鉴别电路，所述APD偏压发生器与APD驱动电路连接，以提供偏置电压加载至APD驱动电路中，所述可控增益放大电路与APD驱动电路连接，所述APD驱动电路用于读取由探测目标反射的脉冲回波，并发送至可控增益放大电路中进行放大，所述可控增益放大电路与时刻鉴别电路连接，用于将放大的结果通过时刻鉴别电路鉴别，并将时间鉴别结果送入时间间隔测量单元，作为计时终点。

5.如权利要求4所述的脉冲参数加密的激光测距系统，其特征在于，所述可控增益放大电路包括可控增益放大器、峰值检测电路、增益控制电路，所述可控增益放大器与APD驱动电路连接以接收待放大信号，所述增益控制电路与可控增益放大器连接以对其进行增益控制，所述峰值检测电路连接到可控增益放大器，用于对放大的结果进行检测甄别，并发送到微控制器中进行分析处理。

6.如权利要求5所述的脉冲参数加密的激光测距系统，其特征在于，所述时间间隔测量单元包括计时芯片TDC/GP2和外围电路，所述时间间隔测量单元为系统提供低于65ps的时差测量，使测量的精度达最小分辨率为1cm以下。

7.如权利要求6所述的脉冲参数加密的激光测距系统，其特征在于，所述脉冲调制编码装置同时对激光发射脉冲频率、宽度和峰值功率进行动态随机调制编码，所述激光发射脉冲频率是动态随机加密的，所述激光发射脉冲宽度在5ns～100ns范围内动态随机调制编码，所述激光发射脉冲峰值功率在10w～80w范围内动态随机调制编码，所述微控制器记录动态随机调制的激光发射脉冲频率、宽度和峰值功率以及对应的时间，并在接收时对相应的激光发射脉冲频率、宽度和峰值功率以及对应的时间进行识别和处理。

8.如权利要求1所述的脉冲参数加密的激光测距系统，其特征在于，还包括电源管理单元和光学系统，所述电源管理单元用于将外部供电转换为系统各部分所需要的电压以供电，所述微控制器与电源管理单元连接，以对电源管理单元进行控制，对加密系统中各部分进行独立关断，分进行独立关断，所述光学系统包括准直透镜和将汇聚透镜，分别用于将半导体激光器产生的激光准直后发射至被测物上、将接收到的激光回波信号汇聚到激光探测器的光敏面上。