本發(fā)明屬于光電測距領域，特別涉及一種激光測距的校準方法及裝置。

背景技術：

隨著激光測距技術的發(fā)展，掌上型距離測量裝置已在短距離測量中得到廣泛應用。其測量基于測相位差原理，利用調制的激光光束照射被測目標，激光光束經被測目標反射后折回，將激光光束往返過程產生的相位變化換算成被測目標的距離，目前一般采用內外光路的相位差補償原理消除電路系統(tǒng)的附加相移，確保測量數據不受外界環(huán)境因素影響。

目前在實際測量時，發(fā)射端通過多次操作，逐一發(fā)射波長等數倍遞減的多條光束，即采用多把測量尺來實現(xiàn)粗測、中測和精測，從而得到最終的測量結果；在每種波長的光束發(fā)射過程中，均實現(xiàn)一次內外光路的轉換，就得到的兩個結果進行相位比較，完成該把測量尺的校準，通過多次轉換后，即可得到準確的測量結果。然而在實際的操作中，存在以下兩個問題：

（1）由于不停的在內外光路中進行轉換，每次轉換完成后，需對系統(tǒng)穩(wěn)定進行等待；

（2）為完成校準，需保證進入內光路和外光路的光波的初始相位相同，現(xiàn)有技術中，通過等周期切換來實現(xiàn)這一目的，這就增加了額外的等待時間；

上述兩個問題，使得整個操作過程時間較長，用戶體驗度差。

鑒于上述現(xiàn)有的測距裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產品工程應用多年豐富的實務經驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種激光測距的校準方法及裝置，使其更具有實用性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明中提供了一種激光測距的校準方法及裝置，通過增設一混頻裝置，達到切換頻點時記錄并排除初始相位信息的目的，極大的減少了系統(tǒng)在切換內外光路時激光發(fā)射器件對電路系統(tǒng)帶來的沖擊響應，并有效的大幅度減少測量時間，增加了系統(tǒng)穩(wěn)定性，適合于系統(tǒng)在高速、高精度測量中的應用。

本發(fā)明采取的技術方案為：一種激光測距的校準方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、發(fā)射RF高頻信號和LO本振信號；RF高頻信號中的一路通過外光路或內光路后與LO本振信號進行混頻，另一路則直接與LO本振信號進行混頻；

B、兩路信號的混頻同步進行，其中，通過內光路或外光路的混頻信號包含RF高頻信號和LO本振信號的初始相位信息和相移信息，另一路信號包含RF高頻信號和LO本振信號的初始相位信息；

C、對步驟B中的兩路混頻信號進行處理，排除初始相位信息，得到包含相移信息的信號；

D、對內外光路進行切換后，重復步驟A~C；

E、對步驟C和D的結果進行比較，得到相位差，并將相位差轉換成距離后輸出測量結果。

進一步地，步驟D中切換通過電性控制或機械控制實現(xiàn)。

進一步地，步驟C中的信號處理包括信號的放大。

進一步地，通過外光路或內光路的RF高頻信號經過光電轉換。

一種激光測距的校準裝置，其特征在于，包括：

發(fā)射裝置，包括RF高頻信號發(fā)射端和LO本振信號發(fā)射端；

第一混頻裝置，通過兩個端口分別與發(fā)射裝置的RF高頻信號發(fā)射端和LO本振信號發(fā)射端連接；

第二混頻裝置，通過兩個端口分別與內光路和外光路的輸出端和發(fā)射裝置的LO本振信號發(fā)射端連接，其中內光路和外光路的輸入端分別與發(fā)射裝置的RF高頻信號發(fā)射端連接；

控制端，其輸入端分別與第一混頻裝置和第二混頻裝置的輸出端連接，并輸出測量結果。

進一步地，該裝置還包括放大裝置，用于對混頻后的信號進行放大，并輸送至控制端。

進一步地，第一混頻裝置為電子混頻器。

進一步地，第二混頻裝置為光電轉換裝置。

進一步地，發(fā)射裝置包括兩振蕩器，分別用于發(fā)射RF高頻信號和LO本振信號。

采用了上述技術方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果：

通過設置兩個混頻裝置并行工作，并通過控制端對兩混頻裝置的輸出信號進行相減，達到切換頻點且排除發(fā)射端初始相位信息的目的，解決了在激光測距中因信號初始相位不同而頻繁切換內外光路所帶來的問題，提高了測量的效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種距離測量裝置的示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例采用遞進的方式撰寫。

一種激光測距的校準方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、發(fā)射RF高頻信號和LO本振信號；RF高頻信號中的一路通過光電轉換后，由電信號轉變?yōu)楣庑盘枺ㄟ^外光路或內光路反射，反射后再通過光電轉換，由光信號轉變?yōu)殡娦盘柡笈cLO本振信號進行混頻，另一路則直接與LO本振信號進行混頻；

B、兩路信號的混頻同步進行，其中，通過內光路或外光路的混頻信號為包含RF高頻信號和LO本振信號的初始相位信息和相移信息的光電混頻信號，另一路信號為包含RF高頻信號和LO本振信號的初始相位信息的電子混頻信號；

C、對步驟B中的兩路混頻信號進行放大后，采用相減的方式排除初始相位信息，得到包含相移信息的信號；

D、對內外光路進行切換后，重復步驟A~C；

E、對步驟C和D的結果進行比較，得到相位差，并將相位差轉換成距離后輸出測量結果。

上述過程中，可在內光路或外光路內所有波長的測量尺測量完成后，再切換光路，減少了由于不停的在內外光路中進行切換來完成同波長的測量尺相位比較時所需的系統(tǒng)穩(wěn)定時間；因為排除了初始相位信息，使得測量過程不再受到初始相位不同的困擾，則無需通過等周期的方式來獲得相同的初始相位。

本實施例中，通過機械控制方式實現(xiàn)內外光路的轉換。

本實施例中的激光測距的校準裝置，如圖1所示，包括：

發(fā)射裝置，包括振蕩器和兩光波發(fā)射裝置，振蕩器包括RF高頻信號發(fā)射端和LO本振信號發(fā)射端，振蕩器所產生的RF高頻信號中的一路在分別通過第一光波發(fā)射裝置或第二光波發(fā)射裝置后，將電信號轉換為光信號后，經過內光路或外光路到達混頻裝置；

電子混頻器作為第一混頻裝置，通過兩個端口分別與振蕩器的RF高頻信號發(fā)射端和LO本振信號發(fā)射端連接；

光電轉換裝置作為第二混頻裝置，通過兩個端口分別與內光路和外光路的輸出端和所述發(fā)射裝置的LO本振信號發(fā)射端連接，其中內光路和外光路的輸入端分別與振蕩器的RF高頻信號發(fā)射端連接；

電子混頻器和光電轉換裝置的信號輸出端分別與放大裝置連接，放大裝置的輸出端與控制端連接，由控制端進行相位比較后輸出測量結果。

本實施例中控制端為鑒相器，接收兩組信號后進行相位比較，輸出消除基底的相位差信號；光電轉換裝置可以為光電二極管、光電三極管、APD、光電倍增管等，電子混頻器可以為光電二極管、光電三極管、APD、光電倍增管等具有混頻功能的裝置。

在測量中，內外光路中每種波長的信號均作為一把測量尺，每把測量尺所測得的值中，整周期部分被忽略，剩余的部分作為后續(xù)比較的依據，原有的校準方法中，通過等周期切換來保證進入內光路和外光路的光波的初始相位相同，從而實現(xiàn)相位的比較，本實施例通過設置電子混頻器與光電轉換裝置并行工作，并通過鑒相器對光電轉換裝置和電子混頻器所發(fā)出的信號進行相減，達到切換頻點且排除發(fā)射端初始相位信息的目的，這使得任意初始相位的信號的初始相位信息均得到保留，并通過相減的方式實現(xiàn)初始相位的歸零，減少了為實現(xiàn)等周期這一目的所消耗的等待時間，且通過這樣的方法不需要對同一把測量尺均實現(xiàn)一次內外光路的轉換，可將不同頻率的內光路和外光路信號一次性發(fā)射完成后再進行切換，這個過程減少了由于不停的在內外光路中進行切換所需的系統(tǒng)穩(wěn)定時間。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。