[发明专利]FMCW激光测距仪的标定系统和方法

权利要求书

1.一种FMCW激光测距仪的标定系统，其特征在于：包括恒温恒湿箱、温度控制模块、待标定测距仪、被测物、标准测距仪和距离调整模块，

所述温度控制模块、待标定测距仪、被测物、标准测距仪和距离调整模块均设于所述恒温恒湿箱内，所述待标定测距仪和所述标准测距仪的出射光束都投射在所述被测物上，所述温度控制模块调整所述待标定测距仪的工作温度，所述距离调整模块调整所述待标定测距仪和所述标准测距仪距离所述被测物的距离；

在不同的工作温度下和所述待标定测距仪、所述标准测距仪距离所述被测物的不同距离的情况下，通过测量所述被测物上光束的情况获取所述待标定测距仪的光模块的相位温度系数、波长温度系数和光芯片温度系数，对待标定测距仪进行校准。

2.根据权利要求1所述的FMCW激光测距仪的标定系统，其特征在于：所述距离调整模块包括三个二维调整架和位移平台，所述待标定测距仪、被测物、标准测距仪分别设在三个所述二维调整架上，设有所述被测物的二维调整架设于所述位移平台上；

所述被测物位于所述待标定测距仪和所述标准测距仪之间，所述位移平台通过移动所述被测物调整所述被测物距离所述待标定测距仪和所述标准测距仪的距离；

三个所述二维调整架调整所述待标定测距仪、被测物和标准测距仪的相对位置，使得所述待标定测距仪和所述标准测距仪的出射光束平行并垂直于所述被测物。

3.根据权利要求2所述的FMCW激光测距仪的标定系统，其特征在于：还包括光学平台，所述光学平台设于所述恒温恒湿箱内，设有所述待标定测距仪和所述标准测距仪的两个所述二维调整架设于所述光学平台上，设有所述被测物和一个所述二维调整架的所述位移平台设于所述光学平台上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的FMCW激光测距仪的标定系统，其特征在于：所述待标定测距仪包括光模块、控制及数据采集处理单元，所述光模块包括激光器和光芯片，所述激光器和光芯片分别包括测温探头；

所述温度控制模块设于所述待标定测距仪表面，在所述温度控制模块调整所述恒温恒湿箱内的温度时，所述测温探头探测所述激光器和光芯片的工作温度。

5.根据权利要求4所述的FMCW激光测距仪的标定系统，其特征在于：所述待标定测距仪的出射光束由所述激光器产生，所述激光器产生的光束使用非线性正弦波调制。

6.根据权利要求4所述的FMCW激光测距仪的标定系统，其特征在于：所述标准测距仪的精度优于所述待标定测距仪的精度，所述温度控制模块的精度小于等于0.1℃；所述恒温恒湿箱的温度为26℃±0.1℃、湿度为50±5％RH，所述恒温恒湿箱的压缩机外置，所述测温探头的精度小于等于0.1℃。

7.一种FMCW激光测距仪的标定方法，其特征在于，包括：

将待标定测距仪、被测物和标准测距仪设于恒温恒湿箱内，将所述待标定测距仪和所述标准测距仪的出射光束都投射在所述被测物上；

调整所述待标定测距仪的工作温度，调整所述待标定测距仪和所述标准测距仪距离所述被测物的距离；在不同的工作温度下和所述待标定测距仪、所述标准测距仪距离所述被测物的不同距离的情况下，通过测量所述被测物上光束的情况获取所述待标定测距仪的光模块的相位温度系数、波长温度系数和光芯片温度系数，对待标定测距仪进行校准。

8.根据权利要求7所述的FMCW激光测距仪的标定方法，其特征在于：所述光模块的相位温度系数dφ/dt的校准方法具体为：

调节待标定测距仪的工作温度使待标定测距仪的光模块发生温度变化，获取不同工作温度下待标定测距仪的光束的相位值Φ和工作温度值T；

当整体调整的温度变化达到预设值后，使用最小二乘法拟合Φ和T得到拟合曲线，将拟合曲线的斜率作为所述光模块的相位温度系数dφ/dt。