[发明专利]汽车用积分式电光测距仪

说明书

本发明的装置为一种电光测距仪，其通过将光束发射离开需要知道距所述仪表的距离的目标或物体来工作。与传统光学飞行时间仪表不同，在这种情况下，光束为形成功能部分的连续正弦信号，其包括其路径、馈电高增益放大器的正反馈线路的路径，从而变成具有与物体所处距离成比例的频率的振荡器，频率‑距离比为对数。该电路的本质特征在于，尽管用光来计算距离，但是其不需要超高速电路，而只需要传统的工业级电路、甚至商业级电路，以紧凑的形式为估计短程距离的需要提供低成本的解决方案。

发明领域

本发明是在电子工程、光学物理和机械工程领域中发展起来的，其主要发展领域为光电子学。

背景技术

随着工业、自动化和运输工业在过去三十年中的发展，静态或动态地测量各种物体之间距离的需求也越来越大，并且已经出现了使用磁、声和光传感器装置或传感器的各种设计。基于磁场的测距装置的主要问题在于，其在短距离(通常小于20cm)上的操作受限，并且在存在高精度范围测量元件的情况下，构成更多的传感器。

声学型测距装置通常是称作飞行时间仪的装置，例如声纳和声雷达，在这些情况下，通常在超声波范围内，在希望知道距发射器的距离的物体的方向上且在已知声波在进行测量的介质中的传播速度的情况下，发出声脉冲，通过测量脉冲去和来所花费的时间来确定到物体的距离是相对容易的，这种类型的距离仪不仅可以确定距离本身，还可以通过利用多普勒效应确定物体与测量基准之间的相对速度；然而，当这些装置用于确定车辆之间的距离时，有两个因素在评估其在这类应用中的性能时肯定是负面的，第一个因素是成本，通常成本可能非常高，第二个问题是来自反弹或在附近工作的其他类似传感器的无用信号的频繁检测，这可能导致错误的测量。

同样重要的是，要强调近几十年来诸如MIR(微脉冲雷达)的微脉冲雷达的发展，这些装置刚开始非常有前景，但专利公司所做出的仅仅向少数公司授权许可的处理，限制了它的扩散和广泛应用。

就传统采用三角测量的光学测距仪或采用对焦方法的光学测距仪相比较而言，后一种工序到上世纪末才广泛用于摄影相机，但是这两种技术都不适用于运输车辆。然而，在过去的五年里，基于飞行时间测量原理的光学距离传感器和仪表出现了。这种类型的装置在20世纪非常昂贵，因为光速非常高且光脉冲击中目标并返回其发射源所花费的时间是飞秒的一部分，而操纵处于这种速度的信号所需的电子器件是非常昂贵的，干扰技术的结合和激光的使用已经允许覆盖所有这些仪表，但对于测量两车辆或两物体之间的距离的需要，仍然构成了非常昂贵的解决方案。

本发明涉及本发明的解决方案，并且其旨在成为本发明的目，它采用低频电子器件，可以使用激光二极管或led二极管，用于在1-300厘米范围内的距离测量，其仅使用调制光，并且成本非常低。

发明内容

以下所述的设计是高精度测量近程距离的需求的解决方案，其占用最小的空间且低成本。本发明的电光测距仪由电子电路组成，该电子电路包括两级放大；可以是激光二极管或led的发光器；以及由配有透镜的光电二极管组成的光检测器，该透镜将入射光集中到光电二极管所在的焦点上，该仪表的总体结构与传统的飞行时间仪表方案完全不同，具体地，传统的飞行时间仪表在一侧具有振荡器、脉冲发生器和发射器，且另一方面具有传感器、滤波电路和定时器，定时器通过运行仪表到目标的距离和从目标到仪表的距离来确定光脉冲行进所需的时间，最后是在飞行时间之间以光速进行基本的距离运算的装置，通常是微控制器；我们的设计采用完全不同的架构，其由正向供电的高增益电路和由光脉冲经过的空间组成，该电路包括在反馈路径中，且空间的长度直接影响电路的表现，该电路基本上表现得像距离控制的振荡器。

该测距电路设计为基本上用在车辆(如汽车或卡车)中，用于集成防撞系统，特别是并入用于防止停放车辆损坏的系统中，该系统允许当其他车辆靠近的特征(速度、距离和轨迹)表现出撞击危险时警告其他靠近的车辆。

附图说明

图1示出了使用微控制器作为线性化电路的电光测距电路。