雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置制造方法
【專利摘要】一種雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，基本原理是發(fā)射兩個(gè)波長(zhǎng)的激光脈沖，且對(duì)兩激光脈沖的時(shí)間間隔進(jìn)行順序編碼，接收通道通過(guò)波長(zhǎng)分束的方法，將兩個(gè)波長(zhǎng)的激光回波分別接收到兩個(gè)探測(cè)器，然后分別進(jìn)行時(shí)間測(cè)量。通過(guò)計(jì)算兩個(gè)波長(zhǎng)脈沖的回波時(shí)間差，準(zhǔn)確解碼當(dāng)前激光回波對(duì)應(yīng)的起始脈沖的時(shí)間差，計(jì)算出目標(biāo)的距離。本發(fā)明的特點(diǎn)是采用兩個(gè)波長(zhǎng)且時(shí)間間隔編碼的雙脈沖測(cè)距，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高重頻的無(wú)模糊激光測(cè)距。
【專利說(shuō)明】雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光雷達(dá)和激光三維掃描儀，特別是一種雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)高重頻、遠(yuǎn)距離、無(wú)距離模糊的激光測(cè)距。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光雷達(dá)和激光三維掃描儀領(lǐng)域，目前常用的激光測(cè)距方式主要有基于飛行時(shí)間的脈沖直接測(cè)距法和相位測(cè)量法等。相位測(cè)量因?yàn)榘l(fā)射的激光功率較低，往往用于近距離測(cè)量。對(duì)于200米以外的非合作目標(biāo)，通常采用脈沖飛行時(shí)間測(cè)距方法。脈沖飛行時(shí)間方法存在距離模糊問(wèn)題，為了能夠獲取準(zhǔn)確的距離信息，測(cè)距距離和激光重復(fù)頻率的乘積要小于光速的一半。對(duì)于遠(yuǎn)距離測(cè)量的激光雷達(dá)，往往需要降低激光重復(fù)頻率，來(lái)克服距離模糊可能帶來(lái)的測(cè)距錯(cuò)誤。為了克服距離模糊，通常使用的方式是采用脈沖同步計(jì)數(shù)技術(shù)，通過(guò)對(duì)發(fā)射和接收脈沖進(jìn)行同步計(jì)數(shù)，能夠縮小模糊距離，從而一定程度上克服距離模糊對(duì)激光重頻的限制，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的高重頻測(cè)距。但是該方法需要對(duì)目標(biāo)距離的變化范圍有先驗(yàn)知識(shí)或準(zhǔn)確記錄第一個(gè)脈沖的回波時(shí)間，且目標(biāo)距離的變化范圍不大，當(dāng)目標(biāo)距離變化較大且無(wú)先驗(yàn)知識(shí)時(shí)，該方法就會(huì)失效。也可以采用脈沖編碼方式，對(duì)發(fā)射的激光脈沖進(jìn)行單個(gè)或雙脈沖間隔時(shí)間編碼，通過(guò)對(duì)脈沖進(jìn)行間隔時(shí)間解碼，能夠獲得準(zhǔn)確的距離信息，克服距離模糊。但是該方法在測(cè)量具有穿透性的目標(biāo)時(shí)(如植被測(cè)量)，會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生多個(gè)相鄰回波而導(dǎo)致編碼錯(cuò)位，產(chǎn)生錯(cuò)誤的測(cè)距信息。而且雙脈沖激光編碼的雙回波信號(hào)到達(dá)一個(gè)測(cè)距通道，由于測(cè)距通道的響應(yīng)時(shí)間通常要達(dá)到幾十納秒，即脈沖距離間隔為幾米，脈沖間隔時(shí)間需要較長(zhǎng)，過(guò)寬的脈沖間隔也影響了編碼的效率。因此，對(duì)于當(dāng)前的高重頻激光測(cè)距和激光三維掃描儀，測(cè)距距離和激光重復(fù)頻率仍然存在一定的矛盾，限制了測(cè)距和激光掃描的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決目前高重頻激光測(cè)距中面臨的距離模糊問(wèn)題，提供一種雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高重頻、遠(yuǎn)距離、無(wú)距離模糊的激光測(cè)距。
[0004]本發(fā)明的工作原理是
[0005]發(fā)射兩個(gè)波長(zhǎng)的激光脈沖，對(duì)兩個(gè)波長(zhǎng)激光脈沖的時(shí)間間隔進(jìn)行周期性的編碼，通過(guò)合束器將兩個(gè)波長(zhǎng)的脈沖光合并到同一個(gè)光軸上發(fā)射出去，接收通道通過(guò)波長(zhǎng)分束的方法，將兩個(gè)波長(zhǎng)的激光回波分別接收到兩個(gè)探測(cè)器，然后通過(guò)計(jì)算兩個(gè)波長(zhǎng)脈沖的回波的時(shí)間差，能夠準(zhǔn)確解碼當(dāng)前激光回波對(duì)應(yīng)的起始脈沖，消除在遠(yuǎn)距離測(cè)距時(shí)，由于距離模糊導(dǎo)致的測(cè)距錯(cuò)誤。
[0006]該技術(shù)能夠克服穿透性目標(biāo)的多回波測(cè)距導(dǎo)致的脈沖調(diào)制錯(cuò)位，準(zhǔn)確解算出多回波對(duì)應(yīng)的距離值。而且能夠通過(guò)兩個(gè)測(cè)距通道的測(cè)距值平均，提高測(cè)距的精度。具體工作原理參見圖1。[0007]本發(fā)明技術(shù)解決方案如下:
[0008]一種雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，其特點(diǎn)在于:該裝置包括脈沖位置編碼器、脈沖信號(hào)源、激光源、波長(zhǎng)合束器、接收望遠(yuǎn)鏡、波長(zhǎng)分束器、帶通濾光片、探測(cè)器、時(shí)間測(cè)量模塊和脈沖解碼模塊，所述的脈沖信號(hào)源由固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源和信號(hào)延遲器組成；所述的激光源由短波光纖激光器和長(zhǎng)波光纖激光器組成，所述的帶通濾光片包括短波帶通濾光片和長(zhǎng)波帶通濾光片，所述的探測(cè)器包括短波探測(cè)器和長(zhǎng)波探測(cè)器，上述元部件的連接關(guān)系如下:
[0009]所述的脈沖位置編碼器的第一輸出端接所述的信號(hào)延遲器的第一輸入端，脈沖位置編碼器的第二輸出端接所述的脈沖解碼模塊的第二輸入端，所述的固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源的第一輸出端分別接所述的短波光纖激光器的控制端和時(shí)間測(cè)量模塊的第一輸入端，該短波光纖激光器的輸出端輸出的短波長(zhǎng)激光透過(guò)所述的波長(zhǎng)合束器，所述的所述的固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源的第二輸出端接所述的信號(hào)延遲器的第二輸入端，該信號(hào)延遲器的輸出端分別接所述的長(zhǎng)波光纖激光器的控制端和時(shí)間測(cè)量模塊的第二輸入端，所述的長(zhǎng)波光纖激光器的輸出端輸出的長(zhǎng)波長(zhǎng)激光經(jīng)所述的波長(zhǎng)合束器的反射與透過(guò)所述的波長(zhǎng)合束器的短波長(zhǎng)激光合成光斑直徑、角度和發(fā)散角完全相同的同光路的激光分別射向目標(biāo)；
[0010]兩個(gè)波長(zhǎng)的激光回波由所述的接收望遠(yuǎn)鏡接收，經(jīng)過(guò)所述的波長(zhǎng)分束器分為短波長(zhǎng)透射光束和長(zhǎng)波光反射光束:短波長(zhǎng)透射光束經(jīng)過(guò)所述的短波帶通濾光片由所述的短波探測(cè)器接收，所述的短波探測(cè)器的輸出端接所述的時(shí)間測(cè)量模塊的第三輸入端；所述的長(zhǎng)波光反射光束經(jīng)所述的長(zhǎng)波帶通濾光片，由所述的長(zhǎng)波探測(cè)器接收，該長(zhǎng)波探測(cè)器的輸出端接所述的所述的時(shí)間測(cè)量模塊的第四輸入端，所述的時(shí)間測(cè)量模塊的輸出端接所述的脈沖解碼模塊的第二輸入端。所述的短波光纖激光器為短波長(zhǎng)激光1530nm的光纖激光器，所述的長(zhǎng)波光纖激光器為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光1560nm的光纖激光器。
[0011]所述的波長(zhǎng)合束器是長(zhǎng)波反射、短波透射的光學(xué)波長(zhǎng)截止片，截止波長(zhǎng)為1545nm。
[0012]所述的波長(zhǎng)分束器是個(gè)長(zhǎng)波反射、短波透射的光學(xué)波長(zhǎng)截止片，截止波長(zhǎng)為1545nm。
[0013]所述的短波探測(cè)器和長(zhǎng)波探測(cè)器是兩個(gè)近紅外響應(yīng)的雪崩光電二極管。
[0014]利用上述雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置進(jìn)行加工測(cè)距的方法，其特點(diǎn)在于該方法包括下列步驟:
[0015]①將本發(fā)明所述的雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置的發(fā)射的波長(zhǎng)合束器和接收望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)待測(cè)的目標(biāo)；
[0016]②啟動(dòng)本發(fā)明裝置，當(dāng)所述的接收望遠(yuǎn)鏡接收到回波信號(hào)，所述的時(shí)間測(cè)量模塊自動(dòng)計(jì)算出相鄰的發(fā)射和回波的時(shí)間間隔tl和t2，tl為短波長(zhǎng)激光的激光回波與最近的激光發(fā)射脈沖的延時(shí)，t2為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光的激光回波與最近的激光發(fā)射脈沖的延時(shí)，輸入所述的脈沖解碼模塊；
[0017]③所述的脈沖解碼模塊自動(dòng)進(jìn)行下列處理，輸出目標(biāo)的實(shí)際距離d:
[0018]通過(guò)求tl和t2的差值，tl_t2=NAt,解算出N,進(jìn)一步計(jì)算出真實(shí)的短波長(zhǎng)激光I從第一激光脈沖發(fā)射至本發(fā)明裝置接收到第一激光脈沖回波的時(shí)間為NXtO+tl，目標(biāo)的實(shí)際距離為:d = CX (NXtO+tl) /2o[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、無(wú)需先驗(yàn)知識(shí)即可克服激光高重頻和遠(yuǎn)距離導(dǎo)致的距離模糊。
[0021]2、在測(cè)量穿透性物體(如植物、偽裝網(wǎng)等)產(chǎn)生的多回波信號(hào)信號(hào)，不會(huì)產(chǎn)生雙脈沖位置調(diào)制錯(cuò)位，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤測(cè)距信息。
[0022]3、兩個(gè)波長(zhǎng)通道的測(cè)距值可以做平均，提高測(cè)距精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置的雙波長(zhǎng)脈沖位置原理示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]先請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可見，本發(fā)明雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，包括脈沖位置編碼器1、脈沖信號(hào)源2、激光源3、波長(zhǎng)合束器4、接收望遠(yuǎn)鏡5、波長(zhǎng)分束器6、帶通濾光片7、探測(cè)器8、時(shí)間測(cè)量模塊9和脈沖解碼模塊10，所述的脈沖信號(hào)源2由固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源2-1和信號(hào)延遲器2-2組成；所述的激光源3由短波光纖激光器3-1和長(zhǎng)波光纖激光器3-2組成，所述的帶通濾光片7包括短波帶通濾光片7-1和長(zhǎng)波帶通濾光片7-2，所述的探測(cè)器8包括短波探測(cè)器8-1和長(zhǎng)波探測(cè)器8-2，上述元部件的連接關(guān)系如下:
[0027]所述的脈沖位置編碼器I的第一輸出端接所述的信號(hào)延遲器2-2的第一輸入端，脈沖位置編碼器I的第二輸出端接所述的脈沖解碼模塊10的第二輸入端，所述的固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源2-1的第一輸出端分別接所述的短波光纖激光器3-1的控制端和時(shí)間測(cè)量模塊9的第一輸入端,該短波光纖激光器3-1的輸出端輸出的短波長(zhǎng)激光透過(guò)所述的波長(zhǎng)合束器4，所述的固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源2-1的第二輸出端接所述的信號(hào)延遲器2-2的第二輸入端，該信號(hào)延遲器2-2的輸出端分別接所述的長(zhǎng)波光纖激光器3-2的控制端和時(shí)間測(cè)量模塊9的第二輸入端，所述的長(zhǎng)波光纖激光器3-2的輸出端輸出的長(zhǎng)波長(zhǎng)激光經(jīng)所述的波長(zhǎng)合束器4的反射后，與透過(guò)波長(zhǎng)合束器(4)的短波長(zhǎng)激光合成光斑直徑、角度和發(fā)散角完全相同的同光路的激光分別射向目標(biāo)；
[0028]兩個(gè)波長(zhǎng)的激光回波由所述的接收望遠(yuǎn)鏡5接收，經(jīng)過(guò)所述的波長(zhǎng)分束器6分為短波長(zhǎng)透射光束和長(zhǎng)波光反射光束:短波長(zhǎng)透射光束經(jīng)過(guò)所述的短波帶通濾光片7-1由所述的短波探測(cè)器8-1接收，所述的短波探測(cè)器8-1的輸出端接所述的時(shí)間測(cè)量模塊9的第三輸入端；所述的長(zhǎng)波光反射光束經(jīng)所述的長(zhǎng)波帶通濾光片7-2，由所述的長(zhǎng)波探測(cè)器8-2接收，該長(zhǎng)波探測(cè)器8-2的輸出端接所述的所述的時(shí)間測(cè)量模塊9的第四輸入端，所述的時(shí)間測(cè)量模塊9的輸出端接所述的脈沖解碼模塊10的第二輸入端。
[0029]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置的雙波長(zhǎng)脈沖位直原理不意圖，圖中:
[0030]第一行為位置編碼器產(chǎn)生的8位脈沖位置編碼N，與短波長(zhǎng)激光的脈沖順序一一對(duì)應(yīng)，分別為1、2、3、4、…，N…。第二和三行分別對(duì)應(yīng)短波長(zhǎng)激光I和長(zhǎng)波長(zhǎng)激光2的激光發(fā)射脈沖，第四和五行分別對(duì)應(yīng)短波長(zhǎng)激光I和長(zhǎng)波長(zhǎng)激光2的激光回波脈沖。短波長(zhǎng)激光I的激光發(fā)射脈沖間隔為固定周期tO，長(zhǎng)波長(zhǎng)激光2的激光發(fā)射脈沖相對(duì)短波長(zhǎng)激光I的脈沖有延時(shí)，該延時(shí)與脈沖順序有關(guān)，即NA t。由于距離模糊，在接收到激光回波之前，已經(jīng)有多個(gè)激光發(fā)射脈沖，而本發(fā)明的時(shí)間探測(cè)模塊只記錄相鄰的發(fā)射和回波的時(shí)間間隔tl和t2，tl為短波長(zhǎng)激光I的激光回波與最近的激光發(fā)射脈沖的延時(shí)，t2為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光2的激光回波與最近的激光發(fā)射脈沖的延時(shí)，輸入所述的脈沖解碼模塊10。脈沖解碼模塊10通過(guò)求tl和t2的差值，可獲得兩波長(zhǎng)回波的時(shí)間差A(yù)T=tl-t2=NAt (圖中示例的N=2)，解算出N，進(jìn)一步可計(jì)算出真實(shí)的短波長(zhǎng)激光I從第一激光脈沖發(fā)射至本發(fā)明裝置接收到第一激光脈沖回波的時(shí)間為NXtO+tl，目標(biāo)的實(shí)際距離為d = CX (NXtO+tl)/2。
[0031]實(shí)施例:
[0032]所述的兩個(gè)不同波長(zhǎng)激光源3由短波長(zhǎng)激光1530nm的光纖激光器3_1和短波長(zhǎng)激光1560nm的光纖激光器3_2組成，能夠接收脈沖觸發(fā)電信號(hào)，并產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖激光輸出。[0033]所述的波長(zhǎng)合束器4是長(zhǎng)波反射、短波透射的波長(zhǎng)截止片，截止波長(zhǎng)為1545nm，將兩個(gè)不同波長(zhǎng)、不同光路的激光合束到同一光路。
[0034]所述的接收望遠(yuǎn)鏡5為透射式聚焦透鏡，將激光回波會(huì)聚到探測(cè)器。
[0035]所述的波長(zhǎng)分束器6是個(gè)長(zhǎng)波反射、短波透射的波長(zhǎng)截止片,截止波長(zhǎng)為1545nm,將同一激光回波中的兩個(gè)波長(zhǎng)激光分到兩個(gè)光路中。
[0036]所述的帶通濾光片7由兩個(gè)通帶中心波長(zhǎng)分別為1530nm帶通濾光片7_1和1560nm7-2的帶通濾光片7_2組成,每個(gè)濾光片的帶寬為5nm,—方面有效過(guò)濾另一個(gè)波長(zhǎng)的激光回波，一方面抑制背景光。
[0037]所述的探測(cè)器8由兩個(gè)雪崩光電二極管8-1和雪崩光電二極管8-2組成，分別實(shí)現(xiàn)兩個(gè)波長(zhǎng)光的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換。
[0038]所述的時(shí)間測(cè)量模塊9是雙通道測(cè)時(shí)電路，兩個(gè)通道分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)波長(zhǎng)激光觸發(fā)到回波信號(hào)之間的延時(shí)。分別探測(cè)兩個(gè)波長(zhǎng)的相鄰激光觸發(fā)和激光回波的時(shí)間間隔tl和t2，tl為短波長(zhǎng)激光I的激光回波與最近的激光觸發(fā)的延時(shí)，t2為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光2的激光回波與最近的激光觸發(fā)的延時(shí)。
[0039]所述的脈沖解碼模塊10是脈沖時(shí)間間隔計(jì)算和對(duì)應(yīng)時(shí)間調(diào)制碼的起始時(shí)間查找軟件，根據(jù)時(shí)間測(cè)量模塊9獲取的兩通道延時(shí)tl和t2，計(jì)算雙脈沖的時(shí)間間隔AT=tl-t2=NX At，解算出N，即可得出激光回波的實(shí)際時(shí)間為NX tO+tl，再根據(jù)光速換算出實(shí)際距離。
[0040]利用雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置進(jìn)行加工測(cè)距的方法，其該方法包括下列步驟:
[0041]①將本發(fā)明所述的雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置的發(fā)射的波長(zhǎng)合束器4和接收望遠(yuǎn)鏡5對(duì)準(zhǔn)待測(cè)的目標(biāo)；
[0042]②啟動(dòng)本發(fā)明裝置，當(dāng)所述的接收望遠(yuǎn)鏡5接收到回波信號(hào)，所述的時(shí)間測(cè)量模塊9自動(dòng)計(jì)算出相鄰的發(fā)射和回波的時(shí)間間隔tl和t2，tl為短波長(zhǎng)激光I的激光回波與最近的激光發(fā)射脈沖的延時(shí)，t2為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光2的激光回波與最近的激光發(fā)射脈沖的延時(shí)，輸入所述的脈沖解碼模塊10 ；
[0043]③所述的脈沖解碼模塊10自動(dòng)進(jìn)行下列處理，輸出目標(biāo)的實(shí)際距離d:
[0044]通過(guò)求tl和t2的差值，tl-t2=N Δ t，解算出N，進(jìn)一步計(jì)算出真實(shí)的短波長(zhǎng)激光I從第一激光脈沖發(fā)射至本發(fā)明裝置接收到第一激光脈沖回波的時(shí)間為NXtO+tl，目標(biāo)的實(shí)際距離為:d = CX (NXtO+tl) /2o
【權(quán)利要求】
1.一種雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，其特征在于:該裝置包括脈沖位置編碼器(I)、脈沖信號(hào)源(2)、激光源(3)、波長(zhǎng)合束器(4)、接收望遠(yuǎn)鏡(5)、波長(zhǎng)分束器(6)、帶通濾光片(7)、探測(cè)器(8)、時(shí)間測(cè)量模塊(9)和脈沖解碼模塊(10)，所述的脈沖信號(hào)源(2)由固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源(2-1)和信號(hào)延遲器(2-2)組成；所述的激光源(3)由短波光纖激光器(3-1)和長(zhǎng)波光纖激光器(3-2)組成，所述的帶通濾光片(7)包括短波帶通濾光片(7-1)和長(zhǎng)波帶通濾光片(7-2)，所述的探測(cè)器(8)包括短波探測(cè)器(8-1)和長(zhǎng)波探測(cè)器(8-2)，上述元部件的連接關(guān)系如下: 所述的脈沖位置編碼器(I)的第一輸出端接所述的信號(hào)延遲器(2-2)的第一輸入端，脈沖位置編碼器(I)的第二輸出端接所述的脈沖解碼模塊(10)的第二輸入端，所述的固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源(2-1)的第一輸出端分別接所述的短波光纖激光器(3-1)的控制端和時(shí)間測(cè)量模塊(9)的第一輸入端,該短波光纖激光器(3-1)的輸出端輸出的短波長(zhǎng)激光透過(guò)所述的波長(zhǎng)合束器(4)，所述的所述的固定周期的脈沖信號(hào)發(fā)生源(2-1)的第二輸出端接所述的信號(hào)延遲器(2-2)的第二輸入端，該信號(hào)延遲器(2-2)的輸出端分別接所述的長(zhǎng)波光纖激光器(3-2)的控制端和時(shí)間測(cè)量模塊(9)的第二輸入端,所述的長(zhǎng)波光纖激光器(3-2)的輸出端輸出的長(zhǎng)波長(zhǎng)激光經(jīng)所述的波長(zhǎng)合束器(4)的反射與透過(guò)所述的波長(zhǎng)合束器(4)的短波長(zhǎng)激光合成光斑直徑、角度和發(fā)散角完全相同的同光路的激光分別射向目標(biāo)； 兩個(gè)波長(zhǎng)的激光回波由所述的接收望遠(yuǎn)鏡(5)接收，經(jīng)過(guò)所述的波長(zhǎng)分束器(6)分為短波長(zhǎng)透射光束和長(zhǎng)波光反射光束:短波長(zhǎng)透射光束經(jīng)過(guò)所述的短波帶通濾光片(7-1)由所述的短波探測(cè)器(8-1)接收，所述的短波探測(cè)器(8-1)的輸出端接所述的時(shí)間測(cè)量模塊(9)的第三輸入端；所述的長(zhǎng)波光反射光束經(jīng)所述的長(zhǎng)波帶通濾光片(7-2)，由所述的長(zhǎng)波探測(cè)器(8-2)接收，該長(zhǎng)波探測(cè)器(8-2)的輸出端接所述的所述的時(shí)間測(cè)量模塊(9)的第四輸入端，所述的時(shí)間測(cè)量模塊(9)的輸出端接所述的脈沖解碼模塊(10)的第二輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，其特征在于所述的短波光纖激光器(3-1)為短波長(zhǎng)激光1530nm的光纖激光器，所述的長(zhǎng)波光纖激光器(3_2)為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光1560nm的光纖激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，其特征在于所述的波長(zhǎng)合束器(4)是長(zhǎng)波反射、短波透射的光學(xué)波長(zhǎng)截止片，截止波長(zhǎng)為1545nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，其特征在于所述的波長(zhǎng)分束器(6)是個(gè)長(zhǎng)波反射、短波透射的光學(xué)波長(zhǎng)截止片，截止波長(zhǎng)為1545nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置，其特征在于短波探測(cè)器(8-1)和長(zhǎng)波探測(cè)器(8-2)是兩個(gè)近紅外響應(yīng)的雪崩光電二極管。
6.利用權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置進(jìn)行加工測(cè)距的方法，其特征在于該方法包括下列步驟: ①將本發(fā)明所述的雙波長(zhǎng)雙脈沖的無(wú)模糊激光測(cè)距裝置的發(fā)射的波長(zhǎng)合束器(4)和接收望遠(yuǎn)鏡(5)對(duì)準(zhǔn)待測(cè)的目標(biāo)； ②啟動(dòng)本發(fā)明裝置，當(dāng)所述的接收望遠(yuǎn)鏡(5)接收到回波信號(hào)，所述的時(shí)間測(cè)量模塊(9)自動(dòng)計(jì)算出相鄰的發(fā)射和回波的時(shí)間間隔tl和t2，tl為短波長(zhǎng)激光I的激光回波與最近的激光發(fā)射脈沖的延時(shí)，t2為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光2的激光回波與最近的激光發(fā)射脈沖的延時(shí)，輸入所述的脈沖解碼模塊(10)； ③所述的脈沖解碼模塊(10)自動(dòng)進(jìn)行下列處理，輸出目標(biāo)的實(shí)際距離d: 通過(guò)求tl和t2的差值，tl-t2=NA t,解算出N,進(jìn)一步計(jì)算出真實(shí)的短波長(zhǎng)激光I從第一激光脈沖發(fā)射至本發(fā)明裝置接收到第一激光脈沖回波的時(shí)間為NXtO+tl，目標(biāo)的實(shí)際距離為:d = CX (NXtO+tl) /2o
【文檔編號(hào)】G01S17/08GK103885065SQ201410108068
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】賀巖, 胡善江, 雷琳君 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所