[发明专利]使用清除装置的光学测距装置及其方法

说明书

本发明涉及使用脉冲光束的光学测距装置及其方法，特别涉及使用清除装置的光学测距装置及其方法。在该清除装置中设有用于传感污染的污染传感装置，该清除装置设于玻璃保护罩前表面上，以便除去所传感到的污染，所设二极管异常情况传感装置使用光电二极管来传感光发射激光二极管的故障，从而监控光发射激光二极管；也使用激光二极管来传感光接收光电二极管的故障，从而监控光接收光电二极管；将从清除装置反射表面反射、然后由光接收光电二极管接收的来自光发射激光二极管的一部分脉冲光束的时间周期转换为误差数据，将此被转换的误差数据从所测到目标的光移动时间减去，该误差数据是由于温度变化、组件的错误操作所引起的。

常用测距装置大多适用于用标准测量器件同相应长度相比较来测量到目标的距离。

另一方面，常用光学测距装置是在所测光移动时间和光速基础上测量光移动速度然后测量到目标的距离。距离测量的精确度依光移动时间测量的精度而定。然而，光速每1毫微秒移动30厘米，因而很难精确地测量光移动时间。也即，因为光移动时间非常短，按照外界的变化或组件自身变化以及在用于保护组件的玻璃罩前表面污染水平可使所测光移动时间有所不同。为此，很难准确地测量光移动时间。

换言之，在这样的常用光学测距装置中，玻璃保护罩的前表面可在外界环境下的任何时间被污染，因为它暴露在外。由于作为重要组件的激光二极管的错误操作存在，必须在操作的固定时间周期加以检验。此外，与温度相对应，组件的信号延迟会有变化，如用于接收所发射的光束的组件、将此所接收的光束转换为电信号的组件、将被转换的电信号放大的组件、以及使用该被放大电信号测量光移动时间的组件的信号延迟皆可有变化。而且，按照产品的差异，还可发生延迟误差。在此情况下，对每一件产品须进行个别调试，以便补偿延迟误差。然而，由于温度缘故所致延迟误差在使用中不能调试，结果在测量中出现误差。本发明就是有鉴于上述问题而做的。

本发明目的在于：提供一种使用清除器件的光学测距装置及其方法，它可使使用光学测距装置的汽车碰撞预防系统的性能不致降级；通过二极管异常情况传感装置传感光发射激光二极管的故障和光接收光电二极管的故障；可测量从清除器件的反射表面被反射再由光接收光电二极管接收的来自光发射激光二极管的一部分脉冲光束的时间周期，该所测时间从所测光移动到目标的时间中减去，从而可精确地测量到目标的距离。

本发明目的是这样达到的：按照本发明一方面提供一种光学测距装置，该装置包括：光发射装置、光接收装置、触发信号发生装置、污染传感装置、二极管异常状态传感装置、控制/时间-距离转换装置、清除装置、汽车碰撞预防装置；其中，所述光发射装置用于向目标发射作为测距介质的高功率脉冲信号；所述光接收装置用于接收从目标反射来的光束；所述触发信号发生装置与所述光发射装置连接配合，用于发出触发信号，该触发信号指示用于测量光移动时间的开始时间点；所述污染传感装置用于接收从所述光发射装置发射、然后从安装于装置前侧的玻璃保护罩反射光束的一部分，以便传感所述玻璃保护罩前表面上的污染；所述清除装置用于在所述控制/时间-距离转换装置的控制下清除在所述玻璃保护罩前表面上的污染；所述汽车碰撞预防装置用于当汽车行驶中有危险情况发生时，在所述控制/时间-距离转换装置的控制下对使用人发出警报并使汽车加速或减速；其中，所述二极管异常状态传感装置用于接收从所述光发射装置发射、然后从所述玻璃保护罩反射光束的一部分，以便传感在所述光发射装置中的光发射激光二极管的异常状态，并通过所述玻璃保护罩向所述光接收装置发射光束，以便传感在所述光接收装置中的光接收二极管是处于正常状态还是处于异常状态，并发出一个输出信号，表明反射光信号是否被检测到；所述控制/时间-距离转换装置与所述光发射装置、所述光接收装置、所述触发信号发生装置、所述污染传感装置以及所述二极管异常状态传感装置连接配合，用于响应来自所述污染传感装置的输出信号和来自所述二极管异常情况传感装置的输出信号而控制装置的全部操作，还用于响应来自触发信号发生装置的触发信号和来自所述光接收装置的输出信号而测量光移动时间，以及用于将所测光移动时间转换为到目标的距离。

所述光发射装置包括：激光二极管、激光二极管驱动电路、光发射透镜，其中所述激光二极管作为光源用于发出高功率脉冲光束；所述激光二极管驱动电路用于响应来自所述控制/时间-距离转换装置的驱动信号而驱动所述激光二极管；以及光发射透镜用于对来自所述激光二极管的光束聚焦、并且用于在所需角度下扩散该聚焦的光束，以便将其向目标发射。