[发明专利]距离测量设备及方法

说明书

本发明涉及光电测距技术领域，具体涉及一种距离测量设备及方法，距离测量设备通过使主发射器基于频率合成器发送的第一频率信号向测量目标发射第一高频调制光并经过测量目标反射至测量接收器，同时使参考发射器基于频率合成器发送的第二频率信号发射第二高频调制光至测量接收器，使测量接收器同时接收第一高频调制光和第二高频调制光并进行光电转换及混频成第一电信号，以及接收频率合成器通过电容器发送的参考频率信号进行交流耦合后得到的第二电信号，并将第一电信号与第二电信号进行电学混频后生成一低频测量信号并发送至控制装置以得到一距离值，从而有效提高测量结果的精确度。

技术领域

本发明涉及光电测距技术领域，具体而言，涉及一种距离测量设备及方法。

背景技术

随着科技的不断发展，测量技术、激光器及光敏器件技术出现了巨大的进步，尤其是激光测量技术的出现与发展，更是极大地推动了激光测量技术在工业及民用领域发展。目前，300米以内测量距离的激光测距产品一般都是基于相位测量的方式来来实现较高的测量精度。

发明人经研究发现，目前基于相位差原理的激光测距技术是用调制的激光光束照射测量目标，光束经目标反射折回，系统通过计算调制的激光光束的调制信息的相位差来实现激光的飞行时间测量，从而计算出测量目标的距离。但是，在测量应用中，激光的飞行时间较短，环境因素影响电子电路及相关器件的特性，从而直接影响信号质量，进而会导致误差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种距离测量设备及方法，可以有效避免因环境因素造成的误差，进而保障了距离测量的精确度。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种距离测量设备，包括频率合成器、主发射器、参考发射器、测量接收器、电容器、选频放大处理模块以及控制装置，所述频率合成器与所述主发射器和参考发射器分别电连接，所述测量接收器通过所述选频放大处理模块与所述控制装置电连接，所述电容器连接于所述频率合成器与所述测量接收器之间；

所述频率合成器用于向所述主发射器发送第一频率信号、向所述参考发射器发送第二频率信号，以及通过所述电容器向所述测量接收器发送一参考频率信号；

所述主发射器用于根据所述第一频率信号向测量目标发射第一高频调制光并经过所述测量目标反射至所述测量接收器；

所述参考发射器用于根据所述第二频率信号在所述主发射器发射第一高频调制光的同时发射第二高频调制光至所述测量接收器；

所述测量接收器用于同时接收所述第一高频调制光和所述第二高频调制光并进行光电转换及混频生成第一电信号，以及接收所述电容器对所述参考频率信号交流耦合后得到的第二电信号，将所述第一电信号与所述第二电信号进行电学混频后生成一低频测量信号，以及将该低频测量信号传输至所述选频放大处理模块以进行选频放大后发送至所述控制装置；

所述控制装置用于对选频放大后的低频测量信号进行相位分析以得到一距离值。

可选的，在上述距离测量设备中，所述第一频率信号、所述第二频率信号和所述参考频率信号间具有一设定频率差Δf，且Δf＝fdrv1-fdrv2-fref、Δf＝fdrv1-fdrv2+fref、Δf＝fdrv2-fdrv1-fref或Δf＝fdrv2-fdrv1+fref，其中，fdrv1为第一频率信号，fdrv2为第二频率信号，fref为参考频率信号。

可选的，在上述距离测量设备中，所述距离测量设备还包括第一光电发射驱动模块和第二光电发射驱动模块，所述控制装置与所述频率合成器电连接，所述频率合成器通过所述第一光电发射驱动模块与所述主发射器电连接、以及通过所述第二光电发射驱动模块与所述参考发射器电连接；