本發(fā)明涉及一種基于電外差混頻技術(shù)、內(nèi)外光路免切換技術(shù)的測(cè)定對(duì)象發(fā)出激光或紅外光束并接收來(lái)自測(cè)定對(duì)象物體的反射光而測(cè)定距離的高精度測(cè)距裝置。

背景技術(shù)：

電子測(cè)距的原理就是利用電磁波的直線傳播和波速穩(wěn)定的特性，通過(guò)測(cè)出兩點(diǎn)之間的電磁波傳播延時(shí)時(shí)間進(jìn)而間接測(cè)得之間距離的過(guò)程。

一直以來(lái)，由于簡(jiǎn)單脈沖法原理測(cè)距精度差的弱點(diǎn)，相位法測(cè)距原理成為目前高精度測(cè)距裝置的主流方式。在測(cè)距裝置中，使用一定頻率的載波將激光或紅外光束進(jìn)行調(diào)制，并將該光束作為測(cè)距裝置的發(fā)射光。測(cè)定該發(fā)射光在測(cè)定對(duì)象反射的反射光的相位與測(cè)距裝置內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)部參考光的相位進(jìn)行比較，由相位差計(jì)算得出測(cè)定對(duì)象的距離。

假設(shè)調(diào)制頻率為f，大氣折射率為n，光速為c，反射測(cè)距光與內(nèi)部參考光相位差為，測(cè)距距離為D，則：D=(c×)/(n×4×π×f)。

在測(cè)距裝置內(nèi)部的電路裝置的時(shí)變特性對(duì)測(cè)出的距離精度有很大影響，通過(guò)反射測(cè)距光與內(nèi)部參考光的比較，可以抵消測(cè)距裝置內(nèi)部電路裝置的時(shí)變特性對(duì)測(cè)距距離的影響。

現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)距裝置為：接收裝置為一個(gè)接收元件，使用一種機(jī)械切換裝置在測(cè)距光路與內(nèi)部參光路之間切換，所述的機(jī)械切換裝置切換到測(cè)距光路時(shí)接收元件接收測(cè)距光路的反射光并通過(guò)控制計(jì)算裝置進(jìn)行測(cè)算，并將測(cè)算結(jié)果放置在存儲(chǔ)裝置內(nèi)；所述的機(jī)械切換裝置切換到內(nèi)部參考光路時(shí)接收元件接收內(nèi)部參考光路的光并通過(guò)控制計(jì)算裝置進(jìn)行測(cè)算，并將測(cè)算結(jié)果放置在存儲(chǔ)裝置內(nèi)；最后將上述兩組測(cè)算結(jié)果取出后進(jìn)行比較計(jì)算得出測(cè)距距離。

接收元件輸出的信號(hào)為高頻小信號(hào)，所述高頻信小號(hào)經(jīng)過(guò)電路裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大，最后送入混頻裝置進(jìn)行混頻輸出中頻信號(hào)，中頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)中頻放大電路裝置進(jìn)行處理送入控制計(jì)算裝置測(cè)算。

現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)距裝置， 其光路調(diào)制頻率多為100MHz、150MHz，甚至達(dá)到200MHz，其接收元件的輸出信號(hào)頻率亦為100MHz、150MHz、200MHz，對(duì)于高頻小信號(hào)的處理比較困難，且混頻裝置放置在接收元件之后容易引入同頻率的高頻串?dāng)_、噪聲，導(dǎo)致測(cè)距不穩(wěn)定、精度差。

現(xiàn)有技術(shù)的的測(cè)距裝置，在實(shí)際測(cè)距過(guò)程中其機(jī)械切換裝置在不斷地機(jī)械地進(jìn)行切換。由于在測(cè)距過(guò)程中不斷地機(jī)械切換，對(duì)于光路的高度調(diào)整、高速測(cè)算顯得尤為困難，測(cè)距速度受到限制。尤其是在測(cè)量移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，機(jī)械切換裝置的缺陷顯得尤為突出。在機(jī)械切換裝置切換速度無(wú)法跟上測(cè)量目標(biāo)移動(dòng)速度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)無(wú)法測(cè)算出距離的故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的之一是：采用前置電外差混頻裝置解決高頻竄擾、噪聲問題，實(shí)現(xiàn)測(cè)距的高精度、高穩(wěn)定性；去除測(cè)距光路與內(nèi)部參光路之間的機(jī)械切換裝置，實(shí)現(xiàn)高速測(cè)距；本明的目的之二是：揭示一種高精度免切換測(cè)距方法；本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于包含有：存儲(chǔ)裝置、控制計(jì)算裝置、第一時(shí)鐘發(fā)生裝置、傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置、產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件、第一半反射鏡、傳送裝置、光量調(diào)整裝置、第一大物鏡、第二大物鏡、反射體、第二半反射鏡、第一接收元件、第二接收元件、第一中頻放大裝置、高壓發(fā)生裝置、第二時(shí)鐘發(fā)生裝置、第二中頻放大裝置、第一AD采樣裝置、第二AD采樣裝置、第一雙頭光纖、第二雙頭光纖；其中：

存儲(chǔ)裝置：用于存儲(chǔ)內(nèi)部參考信號(hào)結(jié)果及測(cè)距信號(hào)結(jié)果；

控制計(jì)算裝置：用于接收第一AD采樣裝置發(fā)出的信號(hào)、第二AD采樣裝置發(fā)出的信號(hào)、出發(fā)指令使第一時(shí)鐘發(fā)生裝置按指令要求工作、出發(fā)指令使第二時(shí)鐘發(fā)生裝置按指令要求工作、指令高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生高壓、指令存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及從存儲(chǔ)裝置中提取數(shù)據(jù)、指令傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)作；

第一時(shí)鐘發(fā)生裝置：用于產(chǎn)生發(fā)射調(diào)制頻率，并送入發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置中；

傳送驅(qū)動(dòng)裝置：用于將調(diào)光指令轉(zhuǎn)達(dá)給傳送裝置；

發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置：用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件產(chǎn)生激光或紅外光束；

發(fā)光元件：用于產(chǎn)生激光或紅外光束并將光束發(fā)射到第一半反射鏡；

第一半反射鏡：用于接收一部分來(lái)自發(fā)光元件發(fā)出的激光或紅外光束并將光束并反射到第二半反射鏡；

傳送裝置：用于接收傳送驅(qū)動(dòng)裝置傳達(dá)的調(diào)光指令并送入光量調(diào)整裝置；

光量調(diào)整裝置：用于調(diào)節(jié)光量；

第一大物鏡：用于放大及聚焦自發(fā)光元件發(fā)出的一部分激光或紅外光束，并傳送至反射體中；

反射體：用于接收第一大物鏡送入的光束并進(jìn)行光路的轉(zhuǎn)向；

第二大物鏡：用于將反射體中發(fā)出的光束進(jìn)行放大聚焦并送入第二雙頭光纖；

第二半反射鏡：用于接收第一半反射鏡反射的光束并將接收的光束送入第一雙頭光纖的一端；

第一接收元件：用于將第一雙頭光纖送入的光束與線與結(jié)果接收并輸出至第一中頻放大裝置；

第二接收元件：用于將第二雙頭光纖送入的光束與線與結(jié)果接收并輸出至第二中頻放大裝置；

第一中頻放大裝置：用于接收第一接收元件送入的光束與線與結(jié)果并進(jìn)行中頻放大和輸出到第二AD采樣裝置；

高壓發(fā)生裝置：用于在控制計(jì)算裝置控制下產(chǎn)生高壓并輸出；

第二時(shí)鐘發(fā)生裝置：用于在控制計(jì)算裝置控制下產(chǎn)生混頻用基準(zhǔn)時(shí)鐘并出后與高壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的高壓進(jìn)行線與操作，并將線與結(jié)果送入第一接收元件及第二接收元件；

第二中頻放大裝置：用于接收第二接收元件送入的光束與線與結(jié)果并進(jìn)行中頻放大和輸出到第一AD采樣裝置；

第一AD采樣裝置：用于將從第二中頻放大裝置采樣得到的信號(hào)送入控制計(jì)算裝置，第二中頻放大裝置采樣得到的信號(hào)為測(cè)距信號(hào)；

第二AD采樣裝置：用于將從第一中頻放大裝置采樣得到的信號(hào)送入控制計(jì)算裝置，第一中頻放大裝置采樣得到的信號(hào)為內(nèi)部參考信號(hào)；

第一雙頭光纖：用于接收第二半反射鏡送入的光束并將光束傳送到第一接收元件；

第二雙頭光纖：用于接收第二大物鏡送入的光束并將光束傳送到第二接收元件。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述第一接收元件為光電二極管。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述第二接收元件為光電二極管。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述光量調(diào)整裝置是根據(jù)測(cè)距信號(hào)與內(nèi)部參考信號(hào)的光強(qiáng)度變化進(jìn)行的光量調(diào)整；是根據(jù)第一接收元件、第二接收元件得到的中頻脈沖光的受光時(shí)間差來(lái)計(jì)算距離。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述控制計(jì)算裝置為位MCU。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述反射體為棱鏡或反射片。

本發(fā)明中，在基于電外差混頻技術(shù)、內(nèi)外光路免切換技術(shù)的測(cè)定對(duì)象發(fā)出激光或紅外光束并接收來(lái)自測(cè)定對(duì)象物體的反射光而測(cè)定距離的高精度測(cè)距裝置中設(shè)有：發(fā)射測(cè)距用激光或紅外光束的發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置5；產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件6；將上述測(cè)距用激光或紅外光束導(dǎo)入接收元件的測(cè)距光路14；將上述用測(cè)距用激光或紅外光束導(dǎo)入接收元件的內(nèi)部參考光路13；使上述測(cè)距光路和上述內(nèi)部參考光路的光強(qiáng)度變化的光量調(diào)整裝置；將上述接收元件高頻信號(hào)直接轉(zhuǎn)化為中頻信號(hào)的電外差混頻裝置；以及基于上述第一接收元件13、第二接收元件14得到的中頻脈沖光的受光時(shí)間差來(lái)計(jì)算距離的控制計(jì)算裝置。

另外，本發(fā)明的測(cè)距裝置中，上述所述接收元件為光電二極管，同一套高精度測(cè)距裝同時(shí)存在兩路接收元件，且兩路接收元件同時(shí)工作。

另外，本發(fā)明的測(cè)距裝置中，上述所述電外差混頻裝置為一種前置混頻技術(shù)，先將高頻信號(hào)搭載到高壓載波上直接輸送給接收元件，上述信號(hào)與測(cè)距光路返回信號(hào)在接收元件內(nèi)部直接混頻。

另外，本發(fā)明的測(cè)距裝置中，上述所述接收元件輸出信號(hào)為中頻信號(hào)。

另外，本發(fā)明的測(cè)距裝置中，上述所述控制計(jì)算裝置為32位MCU。

另外，本發(fā)明的測(cè)距裝置中，上述所述內(nèi)部參考光路直接取自于測(cè)距光路。

另外，本發(fā)明的測(cè)距裝置中，上述所述內(nèi)部參考光路與測(cè)距光路同時(shí)存在，兩者中間無(wú)切換裝置。

另外，本發(fā)明的測(cè)距裝置中，上述所述光量調(diào)整裝置為一種將濃度從濃到淡線性變化的濾光裝置裝配到傳動(dòng)裝置。

另外，本發(fā)明的測(cè)距裝置中，上述所述光量調(diào)整裝置工作方式為：所述控制計(jì)算裝置依據(jù)第二接收元件14的受光量控制傳動(dòng)裝置傳動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整測(cè)距光路光量。

根據(jù)本發(fā)明，在基于電外差混頻技術(shù)、內(nèi)外光路免切換技術(shù)的測(cè)定對(duì)象發(fā)出激光或紅外光束并接收來(lái)自測(cè)定對(duì)象物體的反射光而測(cè)定距離的高精度測(cè)距裝置中設(shè)有：控制計(jì)算裝置2；高壓發(fā)生裝置16；時(shí)鐘發(fā)生裝置17；上述控制計(jì)算裝置2控制上述高壓發(fā)生裝置15產(chǎn)生上述第一接收元件13需要的高壓，上述控制計(jì)算裝置2控制上述時(shí)鐘發(fā)生裝置17產(chǎn)生混頻需要的基準(zhǔn)時(shí)鐘，上述高壓與基準(zhǔn)時(shí)鐘線與后提供給上述第一接收元件13，上述線與信號(hào)與測(cè)距光路返回信號(hào)在上述第一接收元件13內(nèi)部直接混頻，輸出中頻信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，上述所述方式即為電外差混頻技術(shù)，上述電外差混頻技術(shù)在本發(fā)明中有2處，一處用于內(nèi)部參考信號(hào)，一處用于外部測(cè)距信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)距的高精度、高穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明，在基于電外差混頻技術(shù)、內(nèi)外光路免切換技術(shù)的測(cè)定對(duì)象發(fā)出激光或紅外光束并接收來(lái)自測(cè)定對(duì)象物體的反射光而測(cè)定距離的高精度測(cè)距裝置中設(shè)有：產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件6；第一接收元件13；接收裝置14；第一半反射鏡7；第二半反射鏡12；使用上述半反射裝置7；將上述發(fā)光元件6產(chǎn)生的激光或紅外光束的一部分反射到上述第二半反射鏡12，由上述第二半反射鏡12將光反射進(jìn)上述第一接收元件13產(chǎn)生內(nèi)部參考信號(hào)；上述發(fā)光元件6產(chǎn)生的激光或紅外光束的一部分光構(gòu)成測(cè)距光路，由上述第二接收元件14進(jìn)行接收；因此本發(fā)明的測(cè)距裝置整個(gè)工作過(guò)程中沒有測(cè)距光路與內(nèi)部參考光路的機(jī)械切換裝置，實(shí)現(xiàn)了高速測(cè)距。

高精度免切換測(cè)距方法，使用了上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述免切換測(cè)距方法具有以下步驟：

第一步：設(shè)置第一接收元件13、第二接收元件14的偏置電壓，并根據(jù)實(shí)際環(huán)境溫度計(jì)算出第一接收元件13、第二接收元件14的偏置電壓，通過(guò)控制計(jì)算裝置2控制高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生上述計(jì)算出的電壓；通過(guò)調(diào)整第二半反射鏡12的安裝角度，將內(nèi)部參考光路調(diào)試到最大光強(qiáng)度；其中，第一半反射鏡7相對(duì)于產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件6產(chǎn)生的光束成45°，第二半反射鏡12的安裝角度為35°—55°；第一雙頭光纖21另一端裝配到第一接收元件13前端，表成內(nèi)部參考光路；

第二步：控制計(jì)算裝置2控制第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3產(chǎn)生發(fā)射調(diào)制頻率連同發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件6產(chǎn)生激光或紅外光束，光束通過(guò)第一半反射鏡7一部分經(jīng)由第二半反射鏡12、第一雙頭光纖21進(jìn)入到第一接收元件13內(nèi)部構(gòu)成內(nèi)部參考光路；一部分經(jīng)由第一大物鏡100到達(dá)反射體11,反射體11反射的測(cè)距光經(jīng)由第二大物鏡101、第二雙頭光纖22進(jìn)入到第二接收元件14內(nèi)部，構(gòu)成測(cè)距光路；

所述的第一接收元件13的內(nèi)部參考光路與上述準(zhǔn)備階段高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生高壓與第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3產(chǎn)生的基準(zhǔn)時(shí)鐘一起進(jìn)行電外差混頻，最終由第一接收元件13輸出內(nèi)部參考信號(hào)的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)第一中頻放置15裝置、第二AD采樣裝置20，將內(nèi)部參考信號(hào)送入控制計(jì)算裝置2；

所述的第二接收元件14的測(cè)距光路與上述準(zhǔn)備階段高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生高壓與第二時(shí)鐘發(fā)生裝置17產(chǎn)生的基準(zhǔn)時(shí)鐘一起進(jìn)行電外差混頻，最終由第二接收元件14輸出測(cè)距信號(hào)中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)第二中頻放置裝置18、第一AD采樣裝置19，將測(cè)距信號(hào)送入控制計(jì)算裝置2；

上述內(nèi)部參考光路信號(hào)、測(cè)距光路信號(hào)同時(shí)送入控制計(jì)算裝置2，由控制計(jì)算裝置2比較參考光路信號(hào)、測(cè)距光路信號(hào)的相位差，測(cè)算出測(cè)距距離。

本發(fā)明具有以下主要有益技術(shù)效果：測(cè)距穩(wěn)定、精度高、光路不需要機(jī)械切換，尤其適合移動(dòng)目標(biāo)的距離測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，圖中的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的名稱如下：1—存儲(chǔ)裝置；2—控制計(jì)算裝置；3—第一時(shí)鐘發(fā)生裝置；4—傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置；5—發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置；6—產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件；7—第一半反射鏡；8—傳送裝置；9—光量調(diào)整裝置；100—第一大物鏡；101—第二大物鏡；11—反射體；12—第二半反射鏡；13—第一接收元件；14—第二接收元件；15—第一中頻放大裝置；16—高壓發(fā)生裝置；17—第二時(shí)鐘發(fā)生裝置；18—第二中頻放大裝置；19—第一AD采樣裝置；20—第二AD采樣裝置；21—第一雙頭光纖；22—第二雙頭光纖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)見圖1，高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于包含有：存儲(chǔ)裝置1、控制計(jì)算裝置2、第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3、傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置4、發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置5、產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件6、第一半反射鏡7、傳送裝置8、光量調(diào)整裝置9、第一大物鏡100、第二大物鏡101、反射體11、第二半反射鏡12、第一接收元件13、第二接收元件14、第一中頻放大裝置15、高壓發(fā)生裝置16、第二時(shí)鐘發(fā)生裝置17、第二中頻放大裝置18、第一AD采樣裝置19、第二AD采樣裝置20、第一雙頭光纖21、第二雙頭光纖22；其中：

存儲(chǔ)裝置1：用于存儲(chǔ)內(nèi)部參考信號(hào)結(jié)果及測(cè)距信號(hào)結(jié)果；

控制計(jì)算裝置2：用于接收第一AD采樣裝置19發(fā)出的信號(hào)、第二AD采樣裝置20發(fā)出的信號(hào)、出發(fā)指令使第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3按指令要求工作、出發(fā)指令使第二時(shí)鐘發(fā)生裝置17按指令要求工作、指令高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生高壓、指令存儲(chǔ)裝置1存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及從存儲(chǔ)裝置1中提取數(shù)據(jù)、指令傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置4動(dòng)作；

第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3：用于產(chǎn)生發(fā)射調(diào)制頻率，并送入發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置5中；

傳送驅(qū)動(dòng)裝置4：用于將調(diào)光指令轉(zhuǎn)達(dá)給傳送裝置8；

發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置5：用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件6產(chǎn)生激光或紅外光束；

發(fā)光元件6：用于產(chǎn)生激光或紅外光束并將光束發(fā)射到第一半反射鏡7；

第一半反射鏡7：用于接收一部分來(lái)自發(fā)光元件6發(fā)出的激光或紅外光束并將光束并反射到第二半反射鏡12；

傳送裝置8：用于接收傳送驅(qū)動(dòng)裝置4傳達(dá)的調(diào)光指令并送入光量調(diào)整裝置9；

光量調(diào)整裝置9：用于調(diào)節(jié)光量；

第一大物鏡100：用于放大及聚焦自發(fā)光元件6發(fā)出的一部分激光或紅外光束，并傳送至反射體11中；

反射體11：用于接收第一大物鏡100送入的光束并進(jìn)行光路的轉(zhuǎn)向；

第二大物鏡101：用于將反射體11中發(fā)出的光束進(jìn)行放大聚焦并送入第二雙頭光纖22；

第二半反射鏡12：用于接收第一半反射鏡7反射的光束并將接收的光束送入第一雙頭光纖21的一端；

第一接收元件13：用于將第一雙頭光纖21送入的光束與線與結(jié)果接收并輸出至第一中頻放大裝置15；

第二接收元件14：用于將第二雙頭光纖22送入的光束與線與結(jié)果接收并輸出至第二中頻放大裝置18；

第一中頻放大裝置15：用于接收第一接收元件13送入的光束與線與結(jié)果并進(jìn)行中頻放大和輸出到第二AD采樣裝置20；

高壓發(fā)生裝置16：用于在控制計(jì)算裝置2控制下產(chǎn)生高壓并輸出；

第二時(shí)鐘發(fā)生裝置17：用于在控制計(jì)算裝置2控制下產(chǎn)生混頻用基準(zhǔn)時(shí)鐘并出后與高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生的高壓進(jìn)行線與操作，并將線與結(jié)果送入第一接收元件13及第二接收元件14；

第二中頻放大裝置18：用于接收第二接收元件14送入的光束與線與結(jié)果并進(jìn)行中頻放大和輸出到第一AD采樣裝置19；

第一AD采樣裝置19：用于將從第二中頻放大裝置18采樣得到的信號(hào)送入控制計(jì)算裝置2，第二中頻放大裝置18采樣得到的信號(hào)為測(cè)距信號(hào)；

第二AD采樣裝置20：用于將從第一中頻放大裝置15采樣得到的信號(hào)送入控制計(jì)算裝置2，第一中頻放大裝置15采樣得到的信號(hào)為內(nèi)部參考信號(hào)；

第一雙頭光纖21：用于接收第二半反射鏡12送入的光束并將光束傳送到第一接收元件13；

第二雙頭光纖22：用于接收第二大物鏡101送入的光束并將光束傳送到第二接收元件14。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述第一接收元件為光電二極管。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述第二接收元件為光電二極管。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述光量調(diào)整裝置是根據(jù)測(cè)距信號(hào)與內(nèi)部參考信號(hào)的光強(qiáng)度變化進(jìn)行的光量調(diào)整；是根據(jù)第一接收元件、第二接收元件得到的中頻脈沖光的受光時(shí)間差來(lái)計(jì)算距離。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述控制計(jì)算裝置為32位MCU。

上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述反射體為棱鏡或反射片。

本發(fā)明中的裝置結(jié)構(gòu)及原理如下為：

在產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件6前端安裝了1個(gè)第一半反射鏡7，第一半反射鏡7相對(duì)于產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件6產(chǎn)生的光束成45°，第一半反射鏡7右側(cè)安裝1個(gè)第二半反射鏡12，第二半反射鏡12安裝角度可在90°范圍內(nèi)調(diào)整，第二半反射鏡12前端安裝有第一雙頭光纖21，第一雙頭光纖21另一端裝配到13接收元件前端，上述結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)部參考光路。

電路上控制計(jì)算裝置2控制高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生高壓，控制計(jì)算裝置2控制第二時(shí)鐘發(fā)生裝置17產(chǎn)生混頻用基準(zhǔn)時(shí)鐘，高壓發(fā)生裝置16所產(chǎn)生的高壓與第二時(shí)鐘發(fā)生裝置17所產(chǎn)生的基準(zhǔn)時(shí)鐘發(fā)生線與關(guān)系后提供給第一接收元件13、第二接收元件14，第一接收元件13輸出部分連接第一中頻放大裝置15、第二AD采樣裝置20，第二接收元件14輸出部分連接第二中頻放大裝置18、第一AD采樣裝置19。上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成電外差混頻技術(shù)。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：

準(zhǔn)備階段：

查閱第一接收元件13、第二接收元件14官方資料的偏置電壓，并結(jié)合實(shí)際環(huán)境溫度計(jì)算出第一接收元件13、第二接收元件14的偏置電壓，通過(guò)控制計(jì)算裝置2控制高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生上述計(jì)算出的高壓。

通過(guò)調(diào)整第二半反射鏡12的安裝角度，將內(nèi)部參考光路調(diào)試到合適強(qiáng)度。

工作階段：

控制計(jì)算裝置2控制第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3產(chǎn)生發(fā)射調(diào)制頻率連同發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件6產(chǎn)生激光或紅外光束，光束通過(guò)第一半反射鏡7一部分經(jīng)由第二半反射鏡12、第一雙頭光纖21進(jìn)入到第一接收元件13內(nèi)部構(gòu)成內(nèi)部參考光路；一部分經(jīng)由第一大物鏡100到達(dá)反射體11,反射體11反射的測(cè)距光經(jīng)由第二大物鏡101、第二雙頭光纖22進(jìn)入到第二接收元件14內(nèi)部，構(gòu)成測(cè)距光路。

上述所述的第一接收元件13的內(nèi)部參考光路與上述準(zhǔn)備階段高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生高壓與第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3產(chǎn)生的基準(zhǔn)時(shí)鐘一起進(jìn)行電外差混頻，最終由第一接收元件13輸出內(nèi)部參考信號(hào)的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)第一中頻放置15裝置、第二AD采樣裝置20，將內(nèi)部參考信號(hào)送入控制計(jì)算裝置2。

上述所述的第二接收元件14的測(cè)距光路與上述準(zhǔn)備階段高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生高壓與第二時(shí)鐘發(fā)生裝置17產(chǎn)生的基準(zhǔn)時(shí)鐘一起進(jìn)行電外差混頻，最終由第二接收元件14輸出測(cè)距信號(hào)中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)第二中頻放置裝置18、第一AD采樣裝置19，將測(cè)距信號(hào)送入控制計(jì)算裝置2。

上述內(nèi)部參考信號(hào)、測(cè)距信號(hào)同時(shí)送入控制計(jì)算裝置2，由控制計(jì)算裝置2比較參考信號(hào)、測(cè)距信號(hào)的相位差，測(cè)算出測(cè)距距離。

高精度免切換測(cè)距方法，使用了上述所述的高精度免切換測(cè)距儀，其特征在于所述免切換測(cè)距方法具有以下步驟：

第一步：設(shè)置第一接收元件13、第二接收元件14的偏置電壓，并根據(jù)實(shí)際環(huán)境溫度計(jì)算出第一接收元件13、第二接收元件14的偏置電壓，通過(guò)控制計(jì)算裝置2控制高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生上述計(jì)算出的電壓；通過(guò)調(diào)整第二半反射鏡12的安裝角度，將內(nèi)部參考光路調(diào)試到最大光強(qiáng)度；其中，第一半反射鏡7相對(duì)于產(chǎn)生激光或紅外光束的發(fā)光元件6產(chǎn)生的光束成45°，第二半反射鏡12的安裝角度為35°—55°；第一雙頭光纖21另一端裝配到第一接收元件13前端，表成內(nèi)部參考光路；

第二步：控制計(jì)算裝置2控制第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3產(chǎn)生發(fā)射調(diào)制頻率連同發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)裝置5驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件6產(chǎn)生激光或紅外光束，光束通過(guò)第一半反射鏡7一部分經(jīng)由第二半反射鏡12、第一雙頭光纖21進(jìn)入到第一接收元件13內(nèi)部構(gòu)成內(nèi)部參考光路；一部分經(jīng)由第一大物鏡100到達(dá)反射體11,反射體11反射的測(cè)距光經(jīng)由第二大物鏡101、第二雙頭光纖22進(jìn)入到第二接收元件14內(nèi)部，構(gòu)成測(cè)距光路；

所述的第一接收元件13的內(nèi)部參考光路與上述準(zhǔn)備階段高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生高壓與第一時(shí)鐘發(fā)生裝置3產(chǎn)生的基準(zhǔn)時(shí)鐘一起進(jìn)行電外差混頻，最終由第一接收元件13輸出內(nèi)部參考信號(hào)的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)第一中頻放置15裝置、第二AD采樣裝置20，將內(nèi)部參考信號(hào)送入控制計(jì)算裝置2；

所述的第二接收元件14的測(cè)距光路與上述準(zhǔn)備階段高壓發(fā)生裝置16產(chǎn)生高壓與第二時(shí)鐘發(fā)生裝置17產(chǎn)生的基準(zhǔn)時(shí)鐘一起進(jìn)行電外差混頻，最終由第二接收元件14輸出測(cè)距信號(hào)中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)第二中頻放置裝置18、第一AD采樣裝置19，將測(cè)距信號(hào)送入控制計(jì)算裝置2；

上述內(nèi)部參考光路信號(hào)、測(cè)距光路信號(hào)同時(shí)送入控制計(jì)算裝置2，由控制計(jì)算裝置2比較參考光路信號(hào)、測(cè)距光路信號(hào)的相位差，測(cè)算出測(cè)距距離。

由于取消了測(cè)距光路與內(nèi)部參考光路的機(jī)械切換裝置，內(nèi)部參考信號(hào)與測(cè)距信號(hào)可以同步進(jìn)行測(cè)算，實(shí)現(xiàn)了高速測(cè)距；由于采用了電外差混頻技術(shù)，內(nèi)部參考信號(hào)，測(cè)距信號(hào)的竄擾被消除，噪聲明顯下降，大大提高了測(cè)距精度、穩(wěn)定性。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。