距離測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電光距離測(cè)量裝置，更具體地說(shuō)，涉及激光測(cè)距儀，該電光距離測(cè)量裝置包括：發(fā)送單元，其用于發(fā)送強(qiáng)度調(diào)制光輻射；接收單元，其用于接收所述光輻射的從光敏電組件中的目標(biāo)反射回來(lái)的一部分，并將該部分轉(zhuǎn)換為電接收信號(hào)；輸入濾波器，其用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其用于將經(jīng)濾波的接收信號(hào)數(shù)字化；以及電子分析單元，其利用經(jīng)數(shù)字化的接收信號(hào)基于信號(hào)傳播時(shí)間來(lái)計(jì)算從測(cè)距儀到目標(biāo)對(duì)象的距離。所述輸入濾波器被實(shí)現(xiàn)為離散時(shí)間連續(xù)值濾波器結(jié)構(gòu)，更具體地，被實(shí)現(xiàn)為數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)。
【專利說(shuō)明】距離測(cè)量裝置
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的距離測(cè)量裝置以及根據(jù)權(quán)利要求12的前序部分所述的距離測(cè)量方法。
[0002]在電光距離測(cè)量裝置(EDM)中，例如當(dāng)光輻射采取激光的形式時(shí)，光信號(hào)從儀器沿著目標(biāo)對(duì)象(需要確定其距離)的方向發(fā)射。為了能夠識(shí)別目標(biāo)對(duì)象上的作為測(cè)量目標(biāo)的點(diǎn)，在這種情況下可使用可見(jiàn)光。目標(biāo)對(duì)象的表面通常采取漫反射的形式反射至少一部分光信號(hào)。所反射的光輻射通過(guò)儀器中的光敏元件而被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。已知光信號(hào)的傳播速度并且借助于所確定的覆蓋從儀器至目標(biāo)對(duì)象并返回的距離所需的傳播時(shí)間，可以確定儀器與目標(biāo)對(duì)象之間的距離。在這種情況下，用于波束成形、偏轉(zhuǎn)、濾波等的光學(xué)組件(諸如，例如透鏡、波長(zhǎng)濾波器、反射鏡等)通常被布置在光發(fā)送和/或接收路徑中。為了補(bǔ)償可能破壞測(cè)量結(jié)果的影響(例如溫度影響、組件公差、電子組件的漂移等)，可引導(dǎo)所發(fā)射的光信號(hào)的一部分經(jīng)由從光源至光敏感接收元件的已知長(zhǎng)度的參考路徑作為參考信號(hào)。在這種情況下，參考路徑可被固定地包含在儀器中，或者被設(shè)計(jì)為例如可樞轉(zhuǎn)或插塞的偏轉(zhuǎn)元件。得自所述參考信號(hào)的接收信號(hào)可通過(guò)用于測(cè)量的光敏元件或?qū)Ｓ霉饷粼?lái)接收。所得到的電參考信號(hào)可用于參考/校準(zhǔn)確定的測(cè)量的值。
[0003]為了獲得對(duì)應(yīng)高精度的距離測(cè)量，由于光輻射在自由空間中的高傳播速度，所以對(duì)距離測(cè)量的時(shí)間分辨率能力的需求極高。以舉例的方式,對(duì)于Imm的距離分辨率，需要精度為大約6.6皮秒(picosecond)的時(shí)間分辨率。
[0004]在這種情況下，對(duì)所發(fā)射的光信號(hào)的強(qiáng)度振幅進(jìn)行調(diào)制。除光信號(hào)以外，也可類似地使用具有其它波長(zhǎng)的電磁波，例如雷達(dá)波、超聲波等。
[0005]然而，關(guān)于可發(fā)射的信號(hào)功率，對(duì)本文考慮的電光EDM預(yù)定義了限制。在這點(diǎn)上，當(dāng)發(fā)射激光時(shí)，人眼安全確定允許發(fā)射的最大容許平均信號(hào)功率。但是，為了獲得對(duì)可被接收器檢測(cè)的足夠強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量，采用脈沖式操作。發(fā)射具有高峰值功率的短脈沖，隨后是無(wú)信號(hào)發(fā)射的暫停。因此，脈沖的反射部分具有足夠高的強(qiáng)度，以能夠根據(jù)背景干擾和噪聲(具體地說(shuō)，即使當(dāng)存在背景光(日光、人工照明等)時(shí))來(lái)評(píng)估反射部分的強(qiáng)度。
[0006]如EP1957668中所述，例如，發(fā)射脈沖包之后在無(wú)脈沖發(fā)射的情況下暫停_所謂的突發(fā)脈沖(burst)操作-尤其不僅提供了信號(hào)的平均功率降低的優(yōu)點(diǎn)，而且還提供了可實(shí)現(xiàn)的信噪比(SNR)的優(yōu)點(diǎn)。首先，因此，在有源突發(fā)脈沖時(shí)間期間，信號(hào)強(qiáng)度可對(duì)應(yīng)地高于連續(xù)發(fā)射的情況-不超過(guò)處理中的平均功率限制。其次，而且，僅在有源突發(fā)脈沖期間的時(shí)間窗中而非在消隱間隔期間發(fā)生噪聲，這是因?yàn)樵谙[間隔期間不進(jìn)行信號(hào)評(píng)估。通過(guò)突發(fā)脈沖的例如0.1或1:10或10% (10%的信號(hào)發(fā)射的突發(fā)脈沖期間+90%的暫停)的占空比，因此，可實(shí)現(xiàn)將SNR提高大約(I/占空比)的平方根，也就是說(shuō)，在10%的示例中，因數(shù)提高超過(guò)3。每包的脈沖數(shù)可根據(jù)評(píng)估概念和測(cè)量情況而變化，直到單獨(dú)的脈沖(在這種情況下，通常不再采用術(shù)語(yǔ)突發(fā)脈沖)。
[0007]為了確定信號(hào)的傳播時(shí)間，首先已知確定光脈沖的發(fā)射和接收之間的時(shí)間的所謂的飛行時(shí)間(TOF)方法，其中，借助于脈沖形狀的邊緣、峰值或一些其它特征實(shí)現(xiàn)了時(shí)間測(cè)量。在這種情況下，應(yīng)該理解脈沖形狀意味著由光敏元件檢測(cè)到的接收信號(hào)(具體地說(shuō)，接收光脈沖)的時(shí)間光強(qiáng)度分布。在這種情況下，可借助于電觸發(fā)脈沖、借助于施加至發(fā)送器的信號(hào)或者借助于上述參考信號(hào)來(lái)確定發(fā)送的時(shí)間點(diǎn)。
[0008]在距離測(cè)量中，如果信號(hào)傳播時(shí)間超過(guò)脈沖或突發(fā)脈沖傳輸速率的倒數(shù)則可產(chǎn)生不確定性，并且因此多個(gè)信號(hào)同時(shí)在儀器與測(cè)量對(duì)象之間行進(jìn)，結(jié)果，接收脈沖或接收突發(fā)脈沖可不再明確地分配給其相應(yīng)的發(fā)送脈沖或發(fā)送突發(fā)脈沖。因此，在不進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量的情況下，不清楚是否測(cè)量了距離或其整倍數(shù)。
[0009]其次，已知所謂的相位測(cè)量原理，其通過(guò)比較發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的振幅調(diào)制的相位角來(lái)確定信號(hào)傳播時(shí)間。然而，在這種情況下，就一個(gè)發(fā)送頻率在信號(hào)周期期間的單元中具有不確定性而言的測(cè)量結(jié)果，解決這些不確定性的進(jìn)一步測(cè)量是必要的。以舉例的方式，W02006/063740公開(kāi)了利用多個(gè)信號(hào)頻率的測(cè)量，其導(dǎo)致了不同的明確的范圍，結(jié)果，可排除不正確的方案。W02007/022927還涉及了相位測(cè)量的確定性。
[0010]在EDM中，由于需要高時(shí)間分辨率，因此已知的是,通過(guò)將通過(guò)光電元件接收的輸入信號(hào)外差下變頻為較低頻的基帶來(lái)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行時(shí)間展寬(除直接信號(hào)評(píng)估以外)?？筛菀椎卦u(píng)估慢基帶信號(hào)，但是在下變頻期間在未被利用的情況下?lián)p失了相當(dāng)大部分的信號(hào)信息和信號(hào)能量。在例如W02006/063740中也涉及了這個(gè)主題。針對(duì)該目的所需要的高頻混頻器提出了另一挑戰(zhàn)，這是由于它們?cè)谒鼈兊膶?shí)施方式中是復(fù)雜的并且通常也是非線性的。以舉例的方式，針對(duì)該目的通常用作混頻二極管的雪崩光電二極管(APD) —方面就驅(qū)動(dòng)技術(shù)而言是復(fù)雜的，另一方面也僅產(chǎn)生中等良好的混頻結(jié)果。
[0011]而且，針對(duì)混頻目的，需要在所述系統(tǒng)中采用多個(gè)頻率或相位偏移信號(hào)。這些頻率或相位偏移信號(hào)尤其在評(píng)估電子器件時(shí)往往產(chǎn)生嚴(yán)重的串?dāng)_效果和測(cè)量信號(hào)的相關(guān)干擾。而且，也往往(例如通過(guò)合成器、PLL、DLL等)產(chǎn)生不同頻率，為此，需要更多的系統(tǒng)組件。而且，頻率和/或相位改變總是在電子器件中(尤其是模擬濾波器和組件中)需要特定的瞬變恢復(fù)時(shí)間。
[0012]EDM的電子系統(tǒng)中的信號(hào)、供給等需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的濾波以抑制干擾，經(jīng)證明，就改變頻率而言，這可產(chǎn)生額外的困難。而且，在測(cè)量期間，濾波器的瞬變過(guò)程可延長(zhǎng)需要的評(píng)估時(shí)間，或者降低評(píng)估性能。以舉例的方式，就突發(fā)脈沖操作而言，接收的突發(fā)脈沖的第一脈沖通常不能用于評(píng)估，這是因?yàn)樗鼈冇捎陔娮悠骷械乃沧冞^(guò)程而常常被破壞。而且，使用的HF濾波器電路應(yīng)該按照離散和模擬方式構(gòu)造，這是因?yàn)閿?shù)字濾波應(yīng)該首先利用非常高的時(shí)間分辨率數(shù)字化，例如在手持式工地測(cè)量?jī)x器中，這是不可行的(或至少在經(jīng)濟(jì)上不可行)。然而，與數(shù)字濾波相反，模擬濾波極大地限制了可實(shí)現(xiàn)的濾波器特性以及濾波器參數(shù)適應(yīng)性調(diào)整(尤其是關(guān)于傳播時(shí)間)的選項(xiàng)。
[0013]除了混頻EDM系統(tǒng)之外，所謂的直接采樣或HF采樣系統(tǒng)也是已知的。在這些系統(tǒng)中，將光敏元件的高頻(如果適當(dāng)放大和/或互阻轉(zhuǎn)換)輸出信號(hào)作為高頻(HF)信號(hào)直接饋送至模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)。由于在距離測(cè)量中需要高時(shí)間分辨率，所以需要所謂的對(duì)應(yīng)的快速和更昂貴的(超)高速ADC。這些快速和高分辨率ADC過(guò)于昂貴從而不能用于例如手持式工地測(cè)量?jī)x器，并且具有過(guò)高功耗，并且在這種情況下使用的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是高度專業(yè)化的并且通常不能利用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝來(lái)生產(chǎn)。如果相對(duì)于市售的標(biāo)準(zhǔn)ADC的分辨率考慮采樣率，則按照大拇指規(guī)則，采樣頻率的加倍伴隨有例如振幅分辨率減少一比特。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率增大因此通常伴隨有比特深度或振幅分辨率的減少，然而，這對(duì)于精確確定相位角來(lái)說(shuō)是重要的，這是因?yàn)橐槐忍胤直媛实臉O端情況將實(shí)際上對(duì)應(yīng)于TOF測(cè)量。在快速和高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換期間出現(xiàn)的大量數(shù)字測(cè)量數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理(尤其是實(shí)時(shí)處理)也產(chǎn)生了針對(duì)評(píng)估硬件的巨大需求，這也伴隨有增大的功耗等。
[0014]此外，每個(gè)數(shù)字化也帶來(lái)了關(guān)于采樣頻率的倍數(shù)的下變頻——所謂的混疊(aliasing)。因此，在數(shù)字化的上游需要盡可能陡峭的對(duì)應(yīng)的信號(hào)濾波器，所述濾波器充分地抑制高于ADC的采樣頻率的一半的這些混疊頻率，以避免測(cè)量信號(hào)由于混疊影響而被破壞，或者將破壞降低至可接受的程度。在這種情況下，嚴(yán)格地說(shuō)，采樣頻率的一半對(duì)應(yīng)于要數(shù)字化的測(cè)量信號(hào)的帶寬(其中，帶寬不一定在基帶中——也就是說(shuō)不需要從零頻率開(kāi)始)?；殳B濾波所需的模擬高階高頻濾波器就它們的電路構(gòu)造而言通常對(duì)應(yīng)地復(fù)雜，并且就所需的高階而言，往往自由振蕩或不穩(wěn)定。此外，對(duì)于精確的距離測(cè)量，具有線性相位響應(yīng)的濾波器是期望的，以進(jìn)行將要盡可能獨(dú)立于頻率評(píng)估的脈沖的群延遲，進(jìn)而避免脈沖形狀的分散或者使脈沖形狀的分散最小化。甚至就包括參考信號(hào)的評(píng)估而言，評(píng)估電路的這種影響不能被補(bǔ)償，或者僅可部分補(bǔ)償。
[0015]以舉例的方式，W02011/076907公開(kāi)了直接采樣距離測(cè)量裝置，該直接采樣距離測(cè)量裝置包括至少7階低通濾波器，該7階低通濾波器作為HF信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換(利用快速ADC)的上游的混疊濾波器。US2004/135992描述了一種距離測(cè)量裝置，該距離測(cè)量裝置包括作為輸入級(jí)的模擬諧振放大器和諧振放大器輸出的后續(xù)的信號(hào)數(shù)字化。在通過(guò)數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行距離確定的環(huán)境中，還描述了數(shù)字化的接收信號(hào)的后續(xù)的IIR或FIR濾波的可能性。
[0016]作為混疊濾波器，從數(shù)字濾波器技術(shù)已知的有限沖擊響應(yīng)濾波器(FIR濾波器)將由于它們的濾波器特性(在寬范圍內(nèi)可配置和可參數(shù)化)而很好地適用。然而，這些濾波器以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)，而在數(shù)字化之前必須已經(jīng)抑制混疊，這是因?yàn)樵跀?shù)字化表示中，實(shí)際上不再能夠從實(shí)際測(cè)量信號(hào)中區(qū)分它們。在本文描述的申請(qǐng)中不考慮用于數(shù)字混疊濾波的過(guò)采樣方法，因?yàn)楸旧暾?qǐng)管理的方式中高采樣頻率已經(jīng)是必須的。因此，數(shù)字濾波器(尤其是FIR濾波器)在現(xiàn)有技術(shù)中僅用于數(shù)字化之后，因此不用于避免混疊，而是用于其它信號(hào)調(diào)節(jié)。
[0017]電子器件中的串?dāng)_效果還構(gòu)成了關(guān)于在現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)高距離精度的另一限制因子。在這種情況下，首先，短脈沖具有高振幅值(按照本申請(qǐng)管理的方式所期望的)的發(fā)送器是潛在的寬帶干擾源。
[0018]而且，具有針對(duì)相同電子器件板的距離評(píng)估所需的各種頻率和/或相位角的信號(hào)也證明是關(guān)于串?dāng)_有問(wèn)題的，尤其就直接HF采樣而言。據(jù)證明，系統(tǒng)中的不同頻率的對(duì)應(yīng)的濾波或一些其它抑制是困難的，尤其具有(至少近似)相同頻率的相移信號(hào)也是如此。如果使用相對(duì)于發(fā)送頻率和/或采樣頻率平移的混合頻率，則這些頻率可干擾接收模塊的通常靈敏地設(shè)計(jì)的模擬電路，并使測(cè)量信號(hào)被破壞或在其上疊加額外的干擾。
[0019]概括而言，在利用高頻直接采樣(HF采樣)的激光距離測(cè)量領(lǐng)域建立本發(fā)明。在該技術(shù)中，優(yōu)選地，對(duì)所接收到的調(diào)制的高頻信號(hào)進(jìn)行采樣，而不用模擬混頻。在這種情況下，針對(duì)信號(hào)傳播時(shí)間的精確的評(píng)估，為了獲得足夠的支持值，在現(xiàn)有技術(shù)中，必須用比要評(píng)估的信號(hào)頻率高的速率對(duì)HF信號(hào)進(jìn)行采樣，根據(jù)采樣原理，至少以所謂的尼奎斯特頻率(或更高，這也表示過(guò)采樣)來(lái)進(jìn)行采樣。
[0020]本發(fā)明的一個(gè)目的在于改進(jìn)光電距離測(cè)量裝置，尤其是實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量精度、測(cè)量速率的提聞和/或靈敏度的提聞。
[0021]這種情況下的一個(gè)目的在于改進(jìn)EDM中的接收信號(hào)的評(píng)估，具體地說(shuō)，關(guān)于抑制干擾和改進(jìn)可實(shí)現(xiàn)的信噪比。
[0022]另一目的具體地說(shuō)在于從經(jīng)濟(jì)的角度改進(jìn)光敏元件的高頻輸出信號(hào)的采樣，諸如減小所需的數(shù)字化速率、在儀器生產(chǎn)期間避免模擬調(diào)諧處理、減少組件數(shù)量和組件成本。
[0023]這種情況下的一個(gè)特定目的尤其在于，在借助于數(shù)字化的信號(hào)信息評(píng)估傳播時(shí)間或距離之前調(diào)節(jié)接收信號(hào)。在這種情況下，一個(gè)部分目的還在于改進(jìn)EDM的接收電路中的信號(hào)濾波。在這種情況下，另一部分目的包括避免EDM系統(tǒng)中的串?dāng)_，以及開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)的測(cè)量和評(píng)估概念，其本身也可被看作獨(dú)立的發(fā)明。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，在這種情況下，在EDM接收電路中弓丨入了數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，在這種情況下不需要例如在具有符合接收信號(hào)的尼奎斯特條件的直接ADC轉(zhuǎn)換的EDM接收電路(或者甚至具有過(guò)采樣和混疊的FIR濾波的系統(tǒng))的環(huán)境中的高時(shí)間分辨率和振幅分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0025]利用濾波器結(jié)構(gòu)的離散時(shí)間和連續(xù)值實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在這種情況下，具有例如諸如從FIR濾波器已知的有限沖擊響應(yīng)的離散時(shí)間濾波的優(yōu)點(diǎn)與模擬信號(hào)表示組合。在這種情況下，離散時(shí)間構(gòu)造開(kāi)發(fā)了從數(shù)字濾波已知的諸如例如柔性參數(shù)化能力、瞬變響應(yīng)、穩(wěn)定性等的優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，模擬信號(hào)表示和處理避免了量化影響和高數(shù)據(jù)速率以及用于快速數(shù)字計(jì)算單元用于實(shí)現(xiàn)濾波器算法的信號(hào)處理的相關(guān)需求。
[0026]利用因此實(shí)現(xiàn)的有效和有意義的濾波，因此可以例如也利用對(duì)本來(lái)有問(wèn)題的混疊頻率范圍的目標(biāo)抑制來(lái)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明濾波的信號(hào)的欠采樣，在這種情況下，不會(huì)明顯損壞測(cè)量結(jié)果。因此，可通過(guò)低時(shí)間速率執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而可例如避免高度專業(yè)化的快速ADC。
[0027]尤其是，由于這種結(jié)構(gòu)可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝實(shí)現(xiàn)，因此這種結(jié)構(gòu)可經(jīng)濟(jì)地集成在一個(gè)EDM評(píng)估電路中。
[0028]本發(fā)明涉及一種電光距離測(cè)量裝置，尤其是激光距離測(cè)量裝置，該電光距離測(cè)量裝置包括:
[0029]發(fā)送單元，具體地包括激光二極管和激光二極管驅(qū)動(dòng)器，該發(fā)送單元用于發(fā)射強(qiáng)度調(diào)制的光輻射，具體地是具有突發(fā)脈沖速率、突發(fā)脈沖占空比和突發(fā)脈沖中的脈沖頻率的突發(fā)脈沖調(diào)制的輻射；
[0030]接收單元，其用于利用具體為光電二極管的具有電輸出信號(hào)的光敏電組件來(lái)接收光輻射的一部分作為接收信號(hào)，所述部分被從目標(biāo)對(duì)象反射；
[0031]輸入濾波器，其用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0032]模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其用于將經(jīng)濾波的接收信號(hào)數(shù)字化；以及
[0033]電子評(píng)估單元，其借助于數(shù)字化的接收信號(hào)來(lái)基于信號(hào)傳播時(shí)間確定從距離測(cè)量裝置至目標(biāo)對(duì)象的距離。
[0034]在這種情況下，輸入濾波器具體地是按照離散時(shí)間和連續(xù)值方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)，具體地是FIR濾波器結(jié)構(gòu)。
[0035]輸入濾波器可被構(gòu)造為具有時(shí)間量化、接收信號(hào)的采樣轉(zhuǎn)換級(jí)、利用系數(shù)對(duì)振幅值進(jìn)行加權(quán)的模擬加權(quán)級(jí)、模擬求和級(jí)和離散時(shí)間輸出級(jí)。[0036]根據(jù)本發(fā)明，也可利用比接收信號(hào)的實(shí)際尼奎斯特頻率低的頻率對(duì)接收電路進(jìn)行采樣。然而，在這種情況下，抗混疊濾波器產(chǎn)生的需求增加。這種欠采樣能夠在EDM中實(shí)現(xiàn)(具體地說(shuō)，通過(guò)利用標(biāo)準(zhǔn)電子組件或標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝)高頻信號(hào)的經(jīng)濟(jì)的采樣和數(shù)字化，并且由于其需要較低的時(shí)鐘率，因此也具有中等功耗。
[0037]針對(duì)欠采樣，其中
[0038]fs ≤ 2.fsig
[0039]其中:fs =采樣頻率，
[0040]fsig =信號(hào)頻率，
[0041]就通過(guò)信號(hào)頻率的兩倍或更高進(jìn)行采樣(例如通常被工程師使用的三聯(lián)規(guī)則)而言，濾波產(chǎn)生的需求顯著較高。在A/D轉(zhuǎn)換的常規(guī)混疊濾波的上游，如教科書(shū)中所述，簡(jiǎn)單的低通濾波器就已經(jīng)足夠了，例如優(yōu)選地具有相應(yīng)的高階，例如4階或6階。
[0042]在給定的頻率fn att時(shí)混疊波段的抑制:
[0043]fn_att = fsig+n.fs
[0044]其中:n= E(N),
[0045]然而，這里，就欠采樣而言，為了一定程度地抑制作為混疊和光譜反射的結(jié)果的欠采樣支配的干擾影響以可實(shí)現(xiàn)足夠的測(cè)量精度，所述抑制為例如至少20dB或更多。尤其是，在這種情況下，可與感興趣的測(cè)量信號(hào)的頻率波段疊加的混疊相關(guān)的頻率范圍應(yīng)該衰減，優(yōu)選地，衰減至甚至大于以上以舉例方式所述的20dB的程度。在這種情況下，輸入濾波器因此尤其實(shí)現(xiàn)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器的上游的混疊濾波器。
[0046]為了能夠符合這些需求，例如可使用與采樣中間頻率濾波器相似的基本結(jié)構(gòu)。在例如W02009/062306中描述了用于通信系統(tǒng)的這種濾波器的一個(gè)實(shí)施方式。以相同 申請(qǐng)人:名義的W02011/082481描述了一種用于并行接收諸如就GPS接收器而言出現(xiàn)的不同頻率的更多接收信號(hào)的RF接收器電路。
[0047]根據(jù)在EDM的接收電路中根據(jù)本發(fā)明使用的濾波器，可實(shí)現(xiàn)例如20dB或更大的范圍內(nèi)(尤其是圖像和/或混疊波段的頻率范圍內(nèi))的高衰減。此外，按照這種方式構(gòu)造的濾波器不需要在生產(chǎn)時(shí)修整芯片，衰減特征在整個(gè)溫度范圍上穩(wěn)定，并且濾波器也抗老化。
[0048]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)發(fā)展形式可以是欠采樣和根據(jù)本發(fā)明的濾波器的組合。這使得HF采樣概念經(jīng)濟(jì)上能夠?qū)崿F(xiàn)，尤其是由于利用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝的實(shí)際可實(shí)現(xiàn)性使得能夠低成本地制造接收電路，作為單芯片系統(tǒng)或多芯片系統(tǒng)。
[0049]所謂的采樣中間頻率濾波器在電信中已知用于無(wú)線通信系統(tǒng)的接收級(jí)，諸如Bluetooth或Zigbee。使用的原理可描述為構(gòu)造有離散(或模擬)設(shè)計(jì)并且執(zhí)行輸入信號(hào)的時(shí)間量化采樣的FIR濾波器的實(shí)施方式。在這種情況下，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可針對(duì)按照偏離傳統(tǒng)FIR標(biāo)準(zhǔn)形式的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式優(yōu)化，但是結(jié)構(gòu)上其主要構(gòu)成FIR濾波器的實(shí)施方式。然而，與純數(shù)字FIR濾波器對(duì)應(yīng)部件相反，這種情況下的信號(hào)振幅值不被離散化或數(shù)字化，而是以模擬方式進(jìn)行處理。就對(duì)應(yīng)的構(gòu)造而言，該濾波器結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)混疊(或圖像)頻率的高抑制。這種濾波器可因此執(zhí)行對(duì)接收信號(hào)的有效調(diào)節(jié)，通過(guò)這一點(diǎn)盡管欠采樣也可高度抑制混疊效果。因此，濾波器的輸出信號(hào)可直接送進(jìn)至模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)，而不用進(jìn)一步混疊濾波或混頻器級(jí)。作為對(duì)應(yīng)地高度抑制不期望的光譜范圍的結(jié)果，在這種情況下，可甚至按照欠采樣操作執(zhí)行信號(hào)評(píng)估，通過(guò)相對(duì)慢或中等快速的ADC，在此時(shí)不發(fā)生作為混疊后生現(xiàn)象的結(jié)果嚴(yán)重發(fā)生的信號(hào)破壞。
[0050]與EDM中的已知直接采樣方法比較，利用根據(jù)本發(fā)明的濾波，ADC產(chǎn)生的關(guān)于采樣率(=時(shí)間分辨率)的需求根據(jù)本發(fā)明也可明顯放松，此時(shí)不發(fā)生信號(hào)質(zhì)量的損失。這還具有例如關(guān)于電路的能耗和空間需求的正面的影響。而且，這種濾波器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)際上不需要濾波器的瞬變恢復(fù)時(shí)間。
[0051]通信技術(shù)中濾波器的使用和結(jié)構(gòu)是不同的，并且為了使這種結(jié)構(gòu)適于EDM需求，對(duì)該基本概念的對(duì)應(yīng)的修改和構(gòu)造是必要的。由于在電光距離測(cè)量期間使用的信號(hào)和所述信號(hào)的評(píng)估需求，EDM需要與電信中的信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。不僅使用的信號(hào)特征，而且EDM中的干擾特征都是不同的。在這點(diǎn)上，純粹基于功能原理，就EDM而言待評(píng)估的信號(hào)參數(shù)用于精確確定信號(hào)傳播時(shí)間，這在通信系統(tǒng)中并不重要。相反，在這種信息發(fā)送系統(tǒng)中，模擬系統(tǒng)中的發(fā)送信號(hào)波形的忠實(shí)重構(gòu)或認(rèn)為二進(jìn)制狀態(tài)等同于數(shù)字系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)高信噪比是重要的。在通信系統(tǒng)中，在所謂的多樣化接收的環(huán)境中多數(shù)考慮時(shí)間位移，而不是為了確定距離的目的，而是僅用于提高接收質(zhì)量。在發(fā)展EDM時(shí)的設(shè)計(jì)目標(biāo)因此與電信中的不同，在所有情況下，通信技術(shù)的已知接收器電路在EDM中不能按照明顯方式使用，也不能一對(duì)一地使用。
[0052]EDM的待評(píng)估的信號(hào)特征也不與通信系統(tǒng)的那些特征進(jìn)行比較。電信系統(tǒng)僅具有確保來(lái)自發(fā)送信號(hào)的數(shù)據(jù)重構(gòu)的任務(wù)。本文描述的EDM采用光脈沖包，并且必須確定其相對(duì)于后散射測(cè)量對(duì)象的表面來(lái)回的信號(hào)傳播時(shí)間。也可借助于通過(guò)具有已知長(zhǎng)度的內(nèi)部參考路徑引導(dǎo)的光部分的傳播時(shí)間的不同(與從目標(biāo)對(duì)象后散射的光部分比較)來(lái)進(jìn)行高度精確的時(shí)間確定。為了對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)高時(shí)間分辨率，脈沖的相位角在這種情況下是關(guān)鍵的，其可根據(jù)本發(fā)明利用按照時(shí)間擴(kuò)展表示的欠采樣來(lái)進(jìn)行評(píng)估。
[0053]由于EDM中的發(fā)送器和接收器產(chǎn)生的高同步需求，現(xiàn)有技術(shù)中的這些兩個(gè)電路部分在電路板上集成在一起或者甚至在一個(gè)芯片上集成在一起。具有光電二極管的載體元件至多針對(duì)對(duì)準(zhǔn)目的以可動(dòng)方式相對(duì)于發(fā)送器布置，如例如EP1913416中公開(kāi)的。然而，發(fā)送器和接收器的關(guān)聯(lián)的信號(hào)產(chǎn)生、信號(hào)評(píng)估和信號(hào)處理在這種情況下集成在相同的電子單元上。
[0054]距離測(cè)量裝置中的主要難點(diǎn)是避免信號(hào)串?dāng)_，尤其是如果執(zhí)行了輸入信號(hào)的HF采樣。為了關(guān)于電磁干擾的發(fā)送實(shí)現(xiàn)發(fā)送器和接收器的最佳分離，這里可在每種情況下利用分離的印刷電路板或利用集成到對(duì)應(yīng)分離的芯片中來(lái)獲得發(fā)送電路和接收電路。
[0055]在這種情況下，輸入電路(具體地說(shuō)，至少根據(jù)本發(fā)明的抗混疊濾波器)和A/D轉(zhuǎn)換器集成在作為主芯片的第一芯片上。此外，主芯片可例如也含有用于執(zhí)行確定距離所需的數(shù)據(jù)處理的處理器核。該芯片可僅通過(guò)從其一體地衍生的單個(gè)時(shí)鐘率或時(shí)鐘信號(hào)來(lái)操作，結(jié)果，通過(guò)設(shè)計(jì)避免或至少減少了內(nèi)部串?dāng)_。而且，經(jīng)證明，例如電源濾波器等的任何需要的外部濾波器的設(shè)計(jì)如果僅針對(duì)一種頻率設(shè)計(jì)則對(duì)應(yīng)地簡(jiǎn)單。根據(jù)本發(fā)明，缺少接收器中的頻率或相移混合信號(hào)(在現(xiàn)有技術(shù)中，這些信號(hào)需要饋送至例如相對(duì)高電壓(具體地說(shuō)，與待評(píng)估的可用信號(hào)相比)的形式的雪崩光電二極管)可有利于減少串?dāng)_行為。尤其就外差混頻而言，信號(hào)串?dāng)_是干擾的重要源，由于混合的信號(hào)必須以頻率或相移方式存在，也就是說(shuō)相對(duì)于其余評(píng)估電路異步的方式，并且通常不能簡(jiǎn)單地被過(guò)濾掉。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的該進(jìn)一步方面，接收器芯片或接收器電路板內(nèi)部同步。在一秒內(nèi)產(chǎn)生的時(shí)間展寬所需的相移信號(hào)將發(fā)送芯片或激光驅(qū)動(dòng)器IC(或分離的發(fā)送電路板)分離。
[0057]換句話說(shuō)，根據(jù)距離測(cè)量裝置的該部分方面，發(fā)送單元和接收單元被實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)分離、獨(dú)立的電子組件，尤其是其中這兩個(gè)分離、獨(dú)立的電子組件通過(guò)通信線路和時(shí)鐘同步線路彼此連接。具體地說(shuō)，在這種情況下，通信線路是單向的，并且其數(shù)據(jù)傳送與時(shí)鐘同步線路的時(shí)鐘同步地發(fā)生。
[0058]為了最小化串?dāng)_，還有利的是，最小化兩個(gè)芯片或電路板之間的連接數(shù)量。在這種情況下，僅沿著一個(gè)方向(優(yōu)選地從干擾敏感接收電路朝阻抗更大的發(fā)送電路)發(fā)生的通信也是有利的。因此，發(fā)送電路上的異步信號(hào)不能提供經(jīng)歷與接收電路的串?dāng)_的任何機(jī)會(huì)。在這種情況下，在發(fā)送器中，可使用各種電路構(gòu)造，例如包括EP專利申請(qǐng)N0.11180282中描述的電路的構(gòu)造。
[0059]而且，在電路板布局和儀器設(shè)計(jì)中的兩個(gè)分離的芯片或電路板之間，可提供EMI屏蔽件(例如在所有印刷電路板層中作為地面、相鄰和通過(guò)地面潛在干擾的電路部分的封裝、將所有層中兩個(gè)電路的導(dǎo)體跡線分離等)，其防止通過(guò)電磁波的串?dāng)_或使其衰減。
[0060]而且，發(fā)送器和接收器二者可通過(guò)專用(具體地說(shuō))調(diào)諧電源濾波器連接至儀器電源，結(jié)果，也可避免或減少通過(guò)電源路徑的連接。
[0061]兩個(gè)芯片可例如通過(guò)與采樣或發(fā)送頻率相比而言慢的時(shí)鐘線路彼此連接并彼此同步。在發(fā)送芯片中，慢同步時(shí)鐘可利用PLL再次對(duì)應(yīng)地加快，并且可從中產(chǎn)生所需的操作時(shí)鐘，保持同步。為了實(shí)現(xiàn)良好的同步，同步信號(hào)可從接收器的主芯片上的內(nèi)部PLL而非從晶體振蕩器放出，從而發(fā)送單元和接收單元可內(nèi)部高度同步。用于同步或通信的相對(duì)低頻的發(fā)送首先需要較少能量，其次允許使用常用CMOS驅(qū)動(dòng)器而非特殊通信驅(qū)動(dòng)器(例如，差動(dòng)信號(hào)、LVDS等)。在較低頻率還減少電磁發(fā)射行為。通過(guò)與時(shí)鐘線同步的數(shù)據(jù)線來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送器的構(gòu)造和驅(qū)動(dòng)。為了避免串?dāng)_，所述數(shù)據(jù)線可設(shè)計(jì)為僅單向的。在這種情況下，以舉例的方式，沿著一個(gè)方向的串?dāng)_可已經(jīng)通過(guò)通信和同步線路的輸入和輸出阻抗的選擇而最小化，就快速阻抗匹配的通信線路的形式而言，這是不可能的。
[0062]因此，發(fā)送器和接收器的兩個(gè)PLL相對(duì)于彼此調(diào)諧；也就是說(shuō)，可能存在于接收器芯片上的PLL中的抖動(dòng)也傳遞至發(fā)送器芯片。
[0063]換句話說(shuō)，因此，根據(jù)本發(fā)明的該部分方面，關(guān)于串?dāng)_導(dǎo)致困難的異步信號(hào)局部從評(píng)估電子器件朝著分離構(gòu)造的發(fā)送部分轉(zhuǎn)移。這允許電磁分離(具體地說(shuō)，還利用分離的電壓源電路以及沿著發(fā)送器的方向來(lái)自干擾靈敏接收器的同步、單向通信)，其通常是EDM系統(tǒng)中的干擾的主要起因之一。而且，發(fā)送器芯片很多時(shí)候可作為集成電路生產(chǎn)(例如作為具有非常小的結(jié)構(gòu)性大小的ASIC)，其提供了關(guān)于干擾發(fā)射的其它優(yōu)點(diǎn)。類似地，接收器單元的集成的緊湊構(gòu)造關(guān)于干擾信號(hào)的出現(xiàn)也是有利的。
[0064]也可利用利用描述的突發(fā)脈沖原理的電光距離測(cè)量，用于實(shí)現(xiàn)執(zhí)行對(duì)同時(shí)粗略測(cè)量和精細(xì)測(cè)量的評(píng)估。根據(jù)描述，結(jié)合對(duì)應(yīng)高時(shí)間脈沖間隔的光脈沖或脈沖包的TOF測(cè)量很好地適于獲得明確的距離測(cè)量，但是在這種情況下難以實(shí)現(xiàn)高分辨率時(shí)間測(cè)量，尤其是單獨(dú)脈沖的高分辨率時(shí)間測(cè)量，因此，其表示為粗略測(cè)量。
[0065]相比之下，可通過(guò)數(shù)字化脈沖形狀和按照高時(shí)間分辨率方式確定一個(gè)或多個(gè)脈沖的相位角來(lái)實(shí)現(xiàn)所謂的精細(xì)測(cè)量。然而，由于信號(hào)周期性，其不能明確地而是通常不明確地分配給單個(gè)距離。此外，針對(duì)精細(xì)測(cè)量的目的，可例如每突發(fā)脈沖間隔循環(huán)發(fā)射發(fā)送信號(hào)，同時(shí)相對(duì)于所述同步的接收器具有相位偏移。在每種情況下通過(guò)發(fā)送頻率的周期的整體部分，這種偏移可例如利用發(fā)送單元中的PLL或DLL單元在發(fā)送器中局部地產(chǎn)生，例如作為相位偏移。因此，在每個(gè)相位偏移，通過(guò)接收器在脈沖中的不同位置采樣脈沖形狀，這帶來(lái)了脈沖形狀的增加的分辨率(與就具有ETS采樣的示波鏡而言的周期信號(hào)的時(shí)間擴(kuò)展表示相t匕，但是此時(shí)發(fā)送器移位而非接收器)。利用描述的發(fā)送器和接收器的分離，雖然存在相位偏移，但在這種情況下可將串?dāng)_保持得很小。相位偏移的改變可在每種情況下在沒(méi)有信號(hào)發(fā)射的時(shí)間點(diǎn)(也就是說(shuō)例如有源突發(fā)脈沖之間)發(fā)生?？赡芩沧兓蚍€(wěn)定處理因此對(duì)發(fā)射的信號(hào)無(wú)影響。
[0066]換句話說(shuō)，距離測(cè)量裝置借助于突發(fā)脈沖的發(fā)射和突發(fā)脈沖的接收之間的傳播時(shí)間(例如借助于突發(fā)脈沖的包絡(luò)線)執(zhí)行例如距離精度大于IOcm的距離的粗略測(cè)量，以及例如借助于在突發(fā)脈沖內(nèi)調(diào)制的至少兩個(gè)信號(hào)波形的二進(jìn)制相關(guān)執(zhí)行例如距離精度小于IOcm尤其是小于Icm的距離的精細(xì)測(cè)量。在這種情況下，為了借助于相同的突發(fā)脈沖調(diào)制的信號(hào)(也就是說(shuō)在相同測(cè)量的環(huán)境下)實(shí)現(xiàn)確定距離的粗略測(cè)量和精細(xì)測(cè)量。具體地說(shuō)，這里可借助于粗略測(cè)量確定利用精細(xì)測(cè)量確定的距離的確定性。
[0067]然后，根據(jù)本發(fā)明，可同時(shí)執(zhí)行粗略測(cè)量和精細(xì)測(cè)量。首先，在這種情況下，可針對(duì)粗略測(cè)量使用一個(gè)或多個(gè)突發(fā)脈沖包或者使用突發(fā)脈沖包的包絡(luò)線整體(確定性取決于突發(fā)脈沖重復(fù)頻率)，而同時(shí)，在一個(gè)或多個(gè)突發(fā)脈沖中調(diào)制的較高頻率可用于較短明確長(zhǎng)度但增大測(cè)量精度的精細(xì)測(cè)量。結(jié)果，精確和明確的距離可通過(guò)一次測(cè)量確定。這允許更快的測(cè)量，以確定確定性，這是因?yàn)椴槐鼐哂杏糜诂F(xiàn)有技術(shù)或相似原理中已知的具有多個(gè)發(fā)送/混頻頻率多頻率測(cè)量的資源(見(jiàn)例如:W02006/063740)。然而，這種原理可仍然用于例如提高測(cè)量的魯棒性。
[0068]具體地說(shuō)，在這種情況下，突發(fā)脈沖包也可相對(duì)于采樣頻率循環(huán)相移(例如在每種情況下，在突發(fā)脈沖暫停過(guò)程中)，結(jié)果，僅在接收器中存在同步信號(hào)和因此減少的串?dāng)_，如上所述。具體地說(shuō)，從接收器轉(zhuǎn)移至發(fā)送器的上述單向時(shí)鐘和控制信號(hào)可用于這種情況。
[0069]針對(duì)在直接HF采樣EDM中的精細(xì)測(cè)量(其中存在測(cè)量接收信號(hào)的振幅量化的數(shù)字表示)，脈沖的信號(hào)波形可與參考信號(hào)相關(guān)，以進(jìn)行精確的時(shí)間確定，也就是說(shuō)，它們的信號(hào)波形可相對(duì)于彼此時(shí)間上移位，其方式是，它們的信號(hào)波形盡可能一致。該目的需要的時(shí)間上移位則對(duì)應(yīng)于脈沖之間的信號(hào)傳播時(shí)間差。作為發(fā)送信號(hào)的循環(huán)相位偏移的結(jié)果，發(fā)送信號(hào)可具有高時(shí)間精度。
[0070]而且，通過(guò)在時(shí)間和/或振幅分辨率中的數(shù)學(xué)信號(hào)插值使信號(hào)一致，這是因?yàn)樽鳛楦鶕?jù)本發(fā)明的濾波的結(jié)果，雖然實(shí)施了欠采樣，但是用于恢復(fù)時(shí)間量化的信號(hào)的用于數(shù)學(xué)信號(hào)重構(gòu)的條件(具體地說(shuō)，香農(nóng)理論)得到最高程度的滿足。也可以例如通過(guò)參考路徑引導(dǎo)和接收的起始脈沖與在測(cè)量距離上引導(dǎo)的停止脈沖的二進(jìn)制相關(guān)的形式執(zhí)行這種關(guān)聯(lián)。
[0071]用于信號(hào)關(guān)聯(lián)的各種數(shù)字方法是已知的。以舉例的方式，可以按照最簡(jiǎn)單的形式執(zhí)行二進(jìn)制相關(guān)。這種原理可在例如US6067331、DE03439386和DE03447929中描述?？稍趯?shí)現(xiàn)測(cè)量之后或?qū)崟r(shí)地執(zhí)行關(guān)聯(lián)。除二進(jìn)制相關(guān)以外，也可使用其它相關(guān)方法，但是它們通常與更大的計(jì)算復(fù)雜性相關(guān)。
[0072]通過(guò)以下示例并借助于附圖中示意性地示出的具體示例性實(shí)施方式完全更加詳細(xì)地描述了根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置，也討論了本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)。具體地說(shuō)，在附圖中:
[0073]圖1以框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的距離測(cè)量裝置的第一實(shí)施方式；
[0074]圖2以框圖示出了已知FIR濾波器結(jié)構(gòu)的示圖；
[0075]圖3以框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)的示例性實(shí)施方式；
[0076]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)配置的濾波器的示例性濾波器特性；
[0077]圖5示出了 EDM中的根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理的第二示例性實(shí)施方式；
[0078]圖6示出了 EDM中的根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理的第二示例性實(shí)施方式；
[0079]圖7a示出了針對(duì)兩種不同距離的示例性突發(fā)脈沖信號(hào)的時(shí)序圖；
[0080]圖7b示出了時(shí)間分辨率比圖7a中的時(shí)間分辨率高的突發(fā)脈沖信號(hào)中的示例性脈沖的多個(gè)時(shí)序圖；
[0081]圖8示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的直接采樣EDM的信號(hào)處理的基本階段；
[0082]圖9示出了 EDM中的根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理的第三示例性實(shí)施方式；
[0083]圖10示出了 EDM中的根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理的第四示例性實(shí)施方式。
[0084]附圖中的示圖僅用作示出目的，并且不應(yīng)被認(rèn)為是按照比例的。
[0085]圖1以框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的光電距離測(cè)量裝置I的實(shí)施方式。下半部揭露了根據(jù)本發(fā)明的一部分分離的兩個(gè)框——發(fā)送單元3和接收單元2，通過(guò)對(duì)應(yīng)的測(cè)量就關(guān)于EMI的工程(通過(guò)符號(hào)EMI屏蔽件9表示)將它們彼此分離。其距離8待確定的目標(biāo)對(duì)象7將通過(guò)發(fā)送單元3發(fā)射的電磁輻射4的至少一部分作為接收信號(hào)5反射回接收單元2。圖的上半部示出了每種情況的發(fā)送單元3和接收單元2的內(nèi)部構(gòu)造的實(shí)施方式的框圖。在這種情況下，也可將一部分發(fā)射的輻射作為參考束6通過(guò)已知長(zhǎng)度的參考路徑導(dǎo)向至接收單元。在這種情況下，針對(duì)參考束和測(cè)量束可提供對(duì)應(yīng)的專用或通用接收單元。
[0086]發(fā)送單元2具有控制處理器33和驅(qū)動(dòng)器級(jí)31，它們用于發(fā)射組件30，其將驅(qū)動(dòng)器級(jí)31的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁輻射4 (例如LED、激光二極管等)。PLL34示為位于控制處理器33中，其中PLL也可替代性地布置在驅(qū)動(dòng)器級(jí)31中或驅(qū)動(dòng)器級(jí)31外部。而且，控制處理器33、驅(qū)動(dòng)器級(jí)31和PLL34可集成在普通芯片中。電源濾波器36將發(fā)送單元3連接至電壓源17。根據(jù)發(fā)生的干擾，電源濾波器36可通過(guò)簡(jiǎn)單的備用電容器直至復(fù)雜的LCR濾波器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，如果合適，也可含有電壓穩(wěn)定性和/或調(diào)節(jié)或升壓或降壓轉(zhuǎn)換器。
[0087]接收單元2利用接收元件10將接收的電磁輻射5轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所述電信號(hào)(可適當(dāng)?shù)胤糯?被濾波器11采樣和濾波。就光輻射而言，接收元件可為光電二極管，例如具有對(duì)應(yīng)的偏置電壓的雪崩光電二極管。在通過(guò)具有互阻放大器(TIA)的濾波器11進(jìn)一步處理之前可調(diào)節(jié)光敏元件的高頻輸出信號(hào)，具體地說(shuō)，所述調(diào)節(jié)包括阻抗變換、放大和/或限帶至低階(例如通過(guò)模擬、有源或無(wú)源濾波器)。以舉例的方式，除其它以外，該放大器級(jí)也可被構(gòu)造為具有根據(jù)EP2183865的電路。另選地，濾波器11的輸入級(jí)也可這樣設(shè)計(jì):所述輸入級(jí)適應(yīng)于接收元件10的輸出特性。
[0088]在濾波器輸出的經(jīng)濾波的接收信號(hào)被模數(shù)轉(zhuǎn)換器12數(shù)字化(也就是說(shuō)，就時(shí)間和值而言進(jìn)行量化)，并饋送至數(shù)字計(jì)算單元13(微處理器、DSP、FPGA、ASIC等)以進(jìn)行進(jìn)一步處理。此外,PLL14與振蕩器15 (例如石英振蕩器)連接。通常在電子電路中，本文也示出了電壓源17的濾波16 (上面已經(jīng)描述)，其不僅可針對(duì)整個(gè)電路整體布置，而且按照專用方式針對(duì)電路的單獨(dú)組件布置。
[0089]圖1還示出了作為本發(fā)明的局部方面的EDM系統(tǒng)I的分隔，以避免或減少電信號(hào)的串?dāng)_，其類似地有利于增加信號(hào)質(zhì)量，因此更精確或更快速地測(cè)量。在這種情況下，針對(duì)信號(hào)評(píng)估，可通過(guò)異步或異相的信號(hào)的局部分離實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的串?dāng)_效果的抑制。具體地說(shuō)，在直接采樣系統(tǒng)中，這種異步信號(hào)是測(cè)量信號(hào)中干擾的起因。在這種情況下，以舉例的方式，對(duì)干擾尤其敏感的接收單元2可根據(jù)電路進(jìn)行構(gòu)造，其方式是，所述接收單元2僅具有與評(píng)估電路同步的信號(hào)，具體地說(shuō)，數(shù)字信號(hào)。以舉例的方式，單獨(dú)振蕩器15可通過(guò)PLL14向系統(tǒng)2供應(yīng)全部彼此同步(具體地說(shuō)，與其頻率是整倍數(shù)的相位同步時(shí)鐘信號(hào)同步)的時(shí)鐘信號(hào)。濾波器1UADC12和評(píng)估電子器件13隨后通過(guò)這些時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘控制。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，至少與異步系統(tǒng)相比，可避免或減小串?dāng)_效果，或者在對(duì)信號(hào)評(píng)估的影響很小或不存在的時(shí)間點(diǎn)發(fā)生可能的串?dāng)_。如果合適，則通過(guò)PLL14中的干擾信號(hào)的對(duì)應(yīng)選擇的相位偏移，可通過(guò)移位至不影響或較小程度地影響檢測(cè)的測(cè)量信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)來(lái)避免或至少減少可能發(fā)生的串?dāng)_。
[0090]在EDM設(shè)計(jì)中，除存在異步信號(hào)或相對(duì)于評(píng)估時(shí)鐘相移的信號(hào)以外，通常發(fā)送器3 (尤其是激光二極管驅(qū)動(dòng)器或LED驅(qū)動(dòng)器30)是主要干擾源之一。為了產(chǎn)生在通過(guò)所述測(cè)量原理管理的方式中所需的具有高強(qiáng)度的短光脈沖，在驅(qū)動(dòng)時(shí)需要具有高的峰值、陡峭邊緣和對(duì)應(yīng)寬邊緣頻譜的短電流脈沖。而且，由于評(píng)估原理，調(diào)制和發(fā)射頻率通常也與評(píng)估頻率在基本相同的大小范圍內(nèi)，這使得更難或不可能按照簡(jiǎn)單方式過(guò)濾掉干擾頻率范圍。
[0091]另外，為了使發(fā)送電路與接收器同步，PLL14的時(shí)鐘信號(hào)輸出也可被從接收器2引導(dǎo)至發(fā)送器3。具體地說(shuō)，通過(guò)發(fā)送通過(guò)接收器PLL14同步的時(shí)鐘信號(hào)37 (而非振蕩器信號(hào))，可實(shí)現(xiàn)高同步精度，這也排除了振蕩器-PLL抖動(dòng)。由于發(fā)送單元3同樣具有PLL34，因此針對(duì)同步目的，發(fā)送相對(duì)低頻(相對(duì)于高評(píng)估時(shí)鐘率)的信號(hào)37是足夠的，這樣關(guān)于干擾發(fā)射以及關(guān)于發(fā)送所需的功率二者提供了優(yōu)點(diǎn)。而且，針對(duì)所述中等頻率的發(fā)送，可避免特定信號(hào)驅(qū)動(dòng)器(諸如LVDS驅(qū)動(dòng)器等)，這是因?yàn)楹?jiǎn)單輸出級(jí)和輸入級(jí)(例如利用CMOS技術(shù))已足夠。作為從接收器2至發(fā)送器3的信號(hào)方向的結(jié)果，(具體地說(shuō)，也由于信號(hào)輸出與信號(hào)輸入的阻抗比)沿著相反方向的串?dāng)_可保持得很小。
[0092]除發(fā)送器3相對(duì)于接收器2的同步以外，這兩個(gè)電路部分必須具有用于控制測(cè)量所需的次序的通信連接38。為了避免串?dāng)_，這種通信可同樣沿著與時(shí)鐘信號(hào)37相同的方向(也就是說(shuō)單向地從干擾靈敏接收器2朝著發(fā)送器3)發(fā)生，這通常是干擾的起因。在這種情況下，通信37可同樣與發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)38同步地受影響，例如作為單向的同步串行接口，結(jié)果，可額外避免通信支配的干擾。
[0093]發(fā)送器3和接收器2的分離也允許向兩個(gè)分離的電路部分中的每一個(gè)提供特有的調(diào)諧電源濾波器16、36，結(jié)果，也可防止或至少減少通過(guò)電壓源17的串?dāng)_。此外，對(duì)應(yīng)的EMI屏蔽件9(例如采取EMI干擾制動(dòng)器、防護(hù)帶安裝件、屏蔽件、金屬籠、屏蔽金屬箔或金屬片等形式)也可安裝在發(fā)送器3與接收器2之間。
[0094]在這種情況下，發(fā)送器3和接收器2可例如通過(guò)利用相應(yīng)的專用芯片(FPGA、ASIC...)而局部分離。相應(yīng)的專用芯片可物理地容納在具有通常根據(jù)布局分離的對(duì)應(yīng)配置的普通印刷電路板上。如果合適，具有兩個(gè)分離的印刷電路板(其中印刷電路板也可用于意指利用厚膜或薄膜技術(shù)的電路或ASIC)的EDM系統(tǒng)I的構(gòu)造允許在儀器設(shè)計(jì)(例如另外針對(duì)發(fā)送器3的發(fā)射器30相對(duì)于接收器20的接收元件10 (反之亦然)的發(fā)射方向的光學(xué)對(duì)齊，以及儀器I中的組件對(duì)齊)中具有更大的靈活性。可利用分離和對(duì)應(yīng)的儀器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)串?dāng)_的較聞抑制。
[0095]此外，除作為專用組件的構(gòu)造以外，根據(jù)本發(fā)明的濾波器也可利用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝與其它電路一起集成到半導(dǎo)體組件(例如ASIC)中。結(jié)果，諸如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、PLL、例如數(shù)字計(jì)算機(jī)或處理器形式的評(píng)估邏輯、存儲(chǔ)器單元等的其它系統(tǒng)組件也可全部集成在針對(duì)操作僅需要最少數(shù)量的外部組件的共同接收器芯片中。因此，根據(jù)本發(fā)明的EDM的一個(gè)實(shí)施方式可通過(guò)兩個(gè)芯片、發(fā)送單元和接收單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果合適，系統(tǒng)也可通過(guò)可執(zhí)行評(píng)估或接口任務(wù)的外部處理器、微控制器或DSP來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充。
[0096]圖2示出了按照所謂的第二標(biāo)準(zhǔn)形式示出的FIR濾波器的已知結(jié)構(gòu)，其具有濾波器輸入20A和濾波器輸出25A。在多個(gè)(η個(gè))級(jí)中，其包括用于時(shí)延的元件22Α、利用系數(shù)h(n)加權(quán)的元件21A以及求和元件23A。為了清楚起見(jiàn)，在每種情況下，通過(guò)與它們?cè)诟鶕?jù)本發(fā)明的濾波器實(shí)施方式中的功能性對(duì)應(yīng)部件相同的標(biāo)號(hào)來(lái)指示這些元件，但是在標(biāo)號(hào)后添加“A”。
[0097]圖3示意性地示出了離散構(gòu)造的有限沖擊響應(yīng)濾波器或FIR濾波器形式的根據(jù)本發(fā)明的濾波器11的一個(gè)實(shí)施方式。就現(xiàn)有技術(shù)中的EDM而言，在數(shù)字化之后多數(shù)情況下使用FIR濾波器結(jié)構(gòu)作為利用軟件或數(shù)字硬件借助于ADC的時(shí)間和值量化的數(shù)據(jù)執(zhí)行濾波的純粹數(shù)字濾波器。
[0098]與軟件對(duì)應(yīng)部件相比，根據(jù)本發(fā)明，以離散時(shí)間方式采樣模擬信號(hào)，按照時(shí)間偏移方式利用加權(quán)系數(shù)以模擬形式積累模擬信號(hào)，并且將所得模擬結(jié)果饋送至模數(shù)轉(zhuǎn)換。因此，在不用輸入信號(hào)的值量化的情況下影響濾波(不考慮已經(jīng)以單獨(dú)光子、電子等的形式出現(xiàn)的自然的物理量子化)。換種方式說(shuō)，濾波器以模擬方式在幅域中工作，但以離散方式在時(shí)域中工作。在這種情況下，以輸入信號(hào)的采樣的形式影響時(shí)間離散化。與傳統(tǒng)、模擬的對(duì)應(yīng)部件相比，在濾波器特性的設(shè)計(jì)方面，這種濾波器提供明顯更大的靈活性，其也可在線調(diào)節(jié)(例如通過(guò)用于設(shè)置濾波器系數(shù)的數(shù)字接口)。還可實(shí)現(xiàn)具有更好的衰減值的陡峭濾波器，并且它們的瞬變行為同樣有利。
[0099]圖3所示的具體示例性實(shí)施方式用于示意性地解釋EDM接收單元的根據(jù)本發(fā)明的濾波器11的可能的構(gòu)造原理和功能。接收單元10優(yōu)選地通過(guò)互阻放大器級(jí)連接至濾波器11。以舉例方式示出的濾波器11的實(shí)施方式將具有電流復(fù)制器的級(jí)21中的輸入信號(hào)20轉(zhuǎn)換為分接電流的多個(gè)實(shí)體；在這種情況下，每個(gè)實(shí)體可通過(guò)對(duì)應(yīng)的系數(shù)26 (TAP系數(shù))加權(quán)，其中系數(shù)26也可認(rèn)為是對(duì)應(yīng)的放大或轉(zhuǎn)化率。在這種情況下,TAP系數(shù)26可例如通過(guò)可配置電阻器網(wǎng)絡(luò)、可變可驅(qū)動(dòng)晶體管等在線變化。因此，不僅可影響濾波器特性(例如，為了使濾波器適應(yīng)當(dāng)前測(cè)量模式)，而且可補(bǔ)償可發(fā)生的溫度漂移或制造公差。
[0100]根據(jù)本發(fā)明的濾波器11由于其在半導(dǎo)體制造工藝中的高穩(wěn)定性和高再現(xiàn)性精度也可通過(guò)在生產(chǎn)過(guò)程中固定的系數(shù)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)在濾波器生產(chǎn)工藝中限定的固定的隨著溫度和時(shí)間高精度和穩(wěn)定性的濾波器系數(shù)，可完全避免在EDM生產(chǎn)工藝中對(duì)濾波器11的修整。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，所需的適應(yīng)性調(diào)整可被限制，以例如使接收信號(hào)的增益因數(shù)適應(yīng)于優(yōu)化利用ADC振幅分辨率。例如根據(jù)光接收信號(hào)的強(qiáng)度，增益的這種適應(yīng)性調(diào)整可例如在幾個(gè)離散級(jí)中的操作過(guò)程中受影響。[0101]然后是通過(guò)時(shí)鐘發(fā)生器27(所謂的電流轉(zhuǎn)子，其可將加權(quán)的模擬輸入實(shí)體中的每一個(gè)按照離散時(shí)間方式分配至η個(gè)模擬積分器23之一)控制的轉(zhuǎn)換矩陣22。
[0102]積分器23對(duì)在多個(gè)時(shí)鐘周期(隨后是讀出周期)施加的輸入電流求和，其中積分器值通過(guò)開(kāi)關(guān)輸出至采樣級(jí)24的采樣器28和濾波器輸出25。在讀出之后，擦除積分器以用于下一周期，所述積分器在積分器級(jí)23也通過(guò)開(kāi)關(guān)表示。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，可選地，輸出級(jí)的采樣器28也可同時(shí)用作ADC下游的采樣保持元件的一部分。
[0103]根據(jù)系數(shù)26以及轉(zhuǎn)換矩陣22和采樣24的類似可配置開(kāi)關(guān)次序的選擇，可修改根據(jù)本發(fā)明使用的濾波器11的濾波器特性。實(shí)施方式所示的濾波器11的轉(zhuǎn)移函數(shù)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種電光距離測(cè)量裝置(I)，尤其是激光距離測(cè)量裝置，該電光距離測(cè)量裝置(I)包括: 發(fā)送單元(3)，具體地包括激光二極管(30)和激光二極管驅(qū)動(dòng)器(31)，該發(fā)送單元(3)用于發(fā)射強(qiáng)度調(diào)制的光輻射(4)，具體地是具有突發(fā)脈沖速率、突發(fā)脈沖占空比和突發(fā)脈沖中的脈沖頻率的突發(fā)脈沖調(diào)制的輻射； 接收單元(2)，其用于利用具體為光電二極管的光敏電組件(10)接收所述光輻射的一部分(5)并轉(zhuǎn)換為電接收信號(hào)，所述部分被從目標(biāo)對(duì)象(7)反射； 輸入濾波器(11)，其用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)，其用于將經(jīng)濾波的接收信號(hào)數(shù)字化；以及 電子評(píng)估單元(13)，其借助于經(jīng)數(shù)字化的接收信號(hào)來(lái)基于信號(hào)傳播時(shí)間確定從所述距離測(cè)量裝置(I)至所述目標(biāo)對(duì)象(7)的距離(8)， 該電光距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 所述輸入濾波器(11)具體地是按照離散時(shí)間和連續(xù)值方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)，具體地是FIR濾波器結(jié)構(gòu)，具體地說(shuō)，所述輸入濾波器(11)具有時(shí)間量化、針對(duì)所述接收信號(hào)的采樣轉(zhuǎn)換級(jí)、利用系數(shù)對(duì)模擬振幅值進(jìn)行加權(quán)的加權(quán)級(jí)、模擬求和級(jí)和離散時(shí)間輸出級(jí)，具體地其中，所述輸入濾波器(11)被具體實(shí)現(xiàn)為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)的上游的混疊濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)的采樣率低于所述光輻射的強(qiáng)度調(diào)制的頻率的兩倍，具體地是近似所述強(qiáng)度調(diào)制的頻率的采樣率或更小的采樣率。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求1和2中的任一項(xiàng)所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 所述輸入濾波器(11)的離散時(shí)間輸出級(jí)同時(shí)是所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)的采樣保持級(jí)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 通過(guò)利用硬件構(gòu)造的FIR濾波器結(jié)構(gòu)來(lái)將在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)的上游對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行濾波，具體地其中，所述FIR濾波器結(jié)構(gòu)被配置有: 輸入級(jí)(21)，其產(chǎn)生所述接收信號(hào)(20)的多個(gè)模擬實(shí)體； 加權(quán)級(jí)(26)，其利用系數(shù)在各種情況下對(duì)所述模擬實(shí)體進(jìn)行加權(quán)； 轉(zhuǎn)換級(jí)(22)，其將經(jīng)加權(quán)的實(shí)體依次地并且按照離散時(shí)間方式分配至多個(gè)模擬求和元件(23)，具體地是模擬積分器； 輸出級(jí)(24)，其使所述求和元件(23)的值能夠依次在濾波器輸出(25)使用，并且隨后重置所述求和元件(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 所述FIR濾波器結(jié)構(gòu)具有可配置頻率特性，具體地是通過(guò)具有可配置系數(shù)的所述加權(quán)級(jí)(26)和/或具有可配置順序的所述轉(zhuǎn)換級(jí)(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 所述濾波器結(jié)構(gòu)(11)被按照以下方式配置:大于采樣率的頻率受到至少20dB的衰減，具體地其中，那些導(dǎo)致疊加在所述接收信號(hào)上的混疊的混疊頻率波段由于欠采樣以及不期望的混疊頻率波段的范圍中的選擇性陷波而受到至少40dB的衰減。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 該距離測(cè)量裝置(I)被具體實(shí)現(xiàn)為手持式和電池操作的激光距離測(cè)量?jī)x器(1)，具體地，該距離測(cè)量裝置(I)利用可見(jiàn)激光(4)并且具有至少I(mǎi)m至50m的距離測(cè)量范圍和至少毫米范圍的距離測(cè)量精度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 所述發(fā)送單元(3)和所述接收單元(2)被具體實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)分離的、獨(dú)立的電子組件，具體地其中，該兩個(gè)分離的、獨(dú)立的電子組件經(jīng)由通信線路(38)和時(shí)鐘同步線路(37)彼此連接，所述時(shí)鐘同步線路(37)使所述發(fā)送單元(3)的時(shí)鐘和所述接收單元(2)的時(shí)鐘同步， 具體地說(shuō)，其中，所述通信線路(38)是單向的，并且所述通信線路(38)與所述時(shí)鐘同步線路(37)同步地發(fā)生數(shù)據(jù)傳送。
9.根據(jù)權(quán) 利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 具有相位偏移電路的所述發(fā)送單元(3)利用相對(duì)于所述接收單元(2)中的采樣的可調(diào)節(jié)相位偏移來(lái)執(zhí)行強(qiáng)度調(diào)制，具體地其中，所述相位偏移在各種情況下在兩個(gè)突發(fā)脈沖之間的暫停中改變。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的距離測(cè)量裝置(I)，該距離測(cè)量裝置(I)的特征在于， 借助于根據(jù)突發(fā)脈沖的包絡(luò)線的所述突發(fā)脈沖的發(fā)射與所述突發(fā)脈沖的接收之間的傳播時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)距離(8)的粗略測(cè)量，具體地，距離不確定性大于10cm，并且 借助于所述突發(fā)脈沖內(nèi)的調(diào)制的信號(hào)波形來(lái)實(shí)現(xiàn)距離(8)的精細(xì)測(cè)量，具體地，距離不確定性小于10cm， 具體地其中，借助于相同的突發(fā)脈沖調(diào)制信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)用于確定距離(8)的粗略測(cè)量和精細(xì)測(cè)量， 具體地說(shuō)，借助于粗略測(cè)量來(lái)解決利用精細(xì)測(cè)量確定的距離(8)中的不確定性。
11.一種用于根據(jù)前述權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的距離測(cè)量裝置(I)的電子接收器芯片，具體地是ASIC，該電子接收器芯片包括: 對(duì)所述距離測(cè)量裝置⑴的所述輸入濾波器(11)的輸入；以及 對(duì)所述距離測(cè)量裝置(I)的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)的輸入，具體地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(12)的最大采樣率低于由所述距離測(cè)量裝置發(fā)射的光輻射的所述調(diào)制頻率的兩倍。
12.—種距離測(cè)量方法，該距離測(cè)量方法包括以下步驟: 發(fā)射高頻振幅調(diào)制的光輻射(4)，具體地，具有作為高頻調(diào)制的脈沖包后跟隨著暫停的所述光輻射的突發(fā)脈沖調(diào)制， 利用光敏電接收元件(10)接收所述光輻射(4)的一部分(5)并轉(zhuǎn)換為高頻電接收信號(hào)，所述部分被從目標(biāo)對(duì)象(7)反射， 對(duì)高頻接收信號(hào)進(jìn)行濾波，將經(jīng)濾波的接收信號(hào)數(shù)字化， 評(píng)估經(jīng)數(shù)字化的信號(hào)，以確定發(fā)射與接收之間的信號(hào)傳播時(shí)間，從而借助于信號(hào)傳播時(shí)間來(lái)確定距離， 該距離測(cè)量方法的特征在于， 利用濾波器結(jié)構(gòu)(11)，具體地為FIR濾波器結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波，所述濾波器結(jié)構(gòu)(11)以離散時(shí)間和連續(xù)值方式工作，具體地具有時(shí)間量化采樣和模擬加權(quán)以及求和，優(yōu)選地其中，通過(guò)所述濾波器結(jié)構(gòu)(11)來(lái)實(shí)現(xiàn)后續(xù)的數(shù)字化的混疊頻率范圍的目標(biāo)抑制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，該方法的特征在于， 利用采樣率低于所述振幅調(diào)制的頻率的兩倍的欠采樣來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，具體地，采樣率至少近似等于或小于所述振幅調(diào)制的頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求12和13中的任一項(xiàng)所述的方法，該方法的特征在于， 利用相對(duì)于數(shù)字化的可變相位偏移來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射，其中，利用恒定頻率實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，具體地其中，在發(fā)射期間在兩個(gè)脈沖包的發(fā)射之間的暫停中改變相位偏移，具體地說(shuō)，相位偏移了高頻振幅調(diào)制的脈沖周期的一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項(xiàng)所述的方法，該方法的特征在于， 通過(guò)確定的接收部分 (5)的包絡(luò)線的信號(hào)傳播時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)距離的粗略測(cè)量，并且 借助于突發(fā)脈沖脈沖包的接收部分(5)中的高頻振幅調(diào)制的相位角來(lái)通過(guò)確定的傳播時(shí)間實(shí)現(xiàn)距離(8)的精細(xì)測(cè)量，具體地，利用振幅調(diào)制和參考信號(hào)的二進(jìn)制相關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)距離(8)的精細(xì)測(cè)量， 具體地其中，借助于粗略測(cè)量解決了精細(xì)測(cè)量的評(píng)估中的不確定性。
【文檔編號(hào)】G01S17/10GK104024878SQ201280054112
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月4日
【發(fā)明者】K·吉熱, R·梅茨勒, B·菲格爾 申請(qǐng)人:萊卡地球系統(tǒng)公開(kāi)股份有限公司