一種激光測距的校準(zhǔn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種激光測距的校準(zhǔn)裝置，包括校正光路發(fā)射裝置、測量光路發(fā)射裝置、校正光路接收裝置和測量光路接收裝置；校正光路發(fā)射裝置用于發(fā)射校正信號，且校正信號在裝置內(nèi)部傳導(dǎo)后，一部分被校正光路接收裝置接收，另一部分被所述測量光路接收裝置所接收；測量光路發(fā)射裝置用于發(fā)射測量信號，其中一部分信號在裝置內(nèi)部傳導(dǎo)后被校正光路接收裝置接收，另一部分信號在裝置外部經(jīng)被測目標(biāo)反射后，被測量光路接收裝置所接收。本實(shí)用新型通過設(shè)置校正光路發(fā)射裝置和測量光路發(fā)射裝置兩個(gè)發(fā)射裝置，降低元器件的要求和成本的同時(shí)，使得裝置內(nèi)硬件布線更加靈活，降低維修成本，且方便組裝，更具有實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】
一種激光測距的校準(zhǔn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于光電測距領(lǐng)域，特別涉及一種激光測距的校準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光測距，由于其測量精度高可達(dá)毫米級別，而在200米內(nèi)的短距離激光測距中得 到廣泛應(yīng)用?；跍y相位差原理的激光測距，是用調(diào)制的激光光束照射被測目標(biāo)，激光光束 經(jīng)被測目標(biāo)反射后折回，將激光光束往返過程產(chǎn)生的相位變化換算成被測目標(biāo)的距離，其 測量的準(zhǔn)確性和精度受測距裝置內(nèi)部零件特性的影響。激光測距儀器的精度要求越高，其 電路的復(fù)雜程度與精密器件的需求就大大提高。因此，由于環(huán)境因素如溫度，以及器件使用 壽命對器件性能造成影響后所導(dǎo)致器件所產(chǎn)生的相位漂移，不可忽視。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)一般采用測量與校正光路的相位差補(bǔ)償原理消除電路系統(tǒng)的附加相移， 確保測量數(shù)據(jù)不受外界環(huán)境因素影響。消除附加相移的相位差補(bǔ)償原理，如下：
[0004] 設(shè)測距信號先后經(jīng)過校正光路與測量光路形成所滯后的相位差各為f 與 φ 為儀器內(nèi)部電子線路在傳送信號過程中產(chǎn)生的附加相移，則內(nèi)、外測量光路測距 信號φ內(nèi)與φ外在相位器中分別于參考信號的比較結(jié)果為：
[0005] Φ ?-φ ；^·4 φ
[0006] Φ -''f ?-? φ
[0007] 上述中，隨儀器工作狀態(tài)變化而變化，為隨機(jī)相移，無法通過精確計(jì)算求解，在測 距時(shí)，交替使用內(nèi)、外測量光路進(jìn)行測相，在交替過程的短時(shí)間內(nèi)，可以認(rèn)為附加相移沒有 變化，于是取內(nèi)、外測量光路比較結(jié)果的差值作為測量結(jié)果，即：
[0008] 、、、、'.Φ內(nèi)二'·φφ η
[0009] 以上結(jié)果Φ已經(jīng)消除了附加相移不穩(wěn)定的影響，從而保證了測距的精度。
[0010]對于上述附加相移的消除，中國專利號為201310073631.1的發(fā)明專利采用以下校 準(zhǔn)方法：
[0011 ]通過同一發(fā)射裝置，先后發(fā)射兩波長不同的光波，分別形成外光路和內(nèi)光路;外光 路的形成過程為:發(fā)射裝置發(fā)射第一光波，第一光波的一部分被第一接收裝置接收作為外 光路第一部分信號，另一部分被被測目標(biāo)反射后被第二接收裝置接收作為外光路第二部分 信號；內(nèi)光路的形成過程為:發(fā)射裝置發(fā)射第二光波，第二光波的一部分被第一接收裝置接 收作為內(nèi)光路第一部分信號，另一部分并被第二接收裝置接收作為內(nèi)光路第二部分信號； 第二接收裝置先后接收到的內(nèi)、外光路第二部分信號與第一接收裝置先后接收到的內(nèi)、外 光路第一部分信號進(jìn)行相位比較，輸出消除部分基底參考的內(nèi)、外兩路的相位信號，再對消 除部分基底參考的內(nèi)、外兩路信號進(jìn)行相位比較，輸出最終消除基底參考的相位信號。
[0012]上述雙發(fā)雙收相位測量裝置解決了雙路獨(dú)立同波長激光管無法完全校準(zhǔn)溫度帶 來的相位漂移的問題，但是其發(fā)射裝置造價(jià)較高，且發(fā)射兩波長不同信號的同一發(fā)射裝置 集成于一個(gè)芯片封裝內(nèi)，布線局限性大，容易造成射頻串?dāng)_;而且無法在有限空間完全隔離 所述不同波長信號，極易造成光路隔離度差，致使測量能力受到限制。
[0013] 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(chǎn)品工程應(yīng)用多年 豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種激光測 距的校準(zhǔn)裝置，使其更具有實(shí)用性。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014] 本實(shí)用新型中提供了一種激光測距的校準(zhǔn)裝置，通過設(shè)置校正光路發(fā)射裝置和測 量光路發(fā)射裝置兩個(gè)發(fā)射裝置，降低元器件的成本的同時(shí)，使得裝置內(nèi)布線更加靈活，避免 了射頻干擾，降低維修成本，且方便組裝，提高了測量能力，更具有實(shí)用價(jià)值。
[0015] 本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種激光測距的校準(zhǔn)裝置，包括校正光路發(fā)射裝 置、測量光路發(fā)射裝置、校正光路接收裝置和測量光路接收裝置；
[0016] 校正光路發(fā)射裝置用于發(fā)射校正信號，且校正信號在裝置內(nèi)部傳導(dǎo)后，一部分被 校正光路接收裝置接收，另一部分被測量光路接收裝置所接收；
[0017] 測量光路發(fā)射裝置用于發(fā)射測量信號，其中一部分信號在裝置內(nèi)部傳導(dǎo)后被校正 光路接收裝置接收，另一部分信號在裝置外部經(jīng)被測目標(biāo)反射后，被測量光路接收裝置所 接收。
[0018] 進(jìn)一步地，激光測距的校準(zhǔn)裝置，還包括分光器，分光器與校正光路發(fā)射裝置的發(fā) 射端連接，將校正光路發(fā)射裝置所發(fā)射的校正信號分為兩路測量信號，分別被校正光路接 收裝置和測量光路接收裝置接收。
[0019] 進(jìn)一步地，激光測距的校準(zhǔn)裝置，還包括至少一個(gè)反射裝置，反射裝置用于將校正 光路發(fā)射裝置和測量光路發(fā)射裝置所發(fā)射的信號分別反射至校正光路接收裝置和測量光 路接收裝置。
[0020] 進(jìn)一步地，校正光路接收裝置和測量光路接收裝置均為雪崩二極管。
[0021 ]進(jìn)一步地，反射裝置為反射鏡或光柵。
[0022] 進(jìn)一步地，測量光路發(fā)射裝置與被測目標(biāo)間還設(shè)置有防塵鏡。
[0023] 進(jìn)一步地，被測目標(biāo)與測量光路接收裝置間還設(shè)置有接收透鏡。
[0024] 進(jìn)一步地，分光器為導(dǎo)光管或光纖。
[0025]采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有以下的有益效果：
[0026]通過設(shè)置校正光路發(fā)射裝置和測量光路發(fā)射裝置兩個(gè)發(fā)射裝置，相對于采用一個(gè) 發(fā)射裝置發(fā)射兩波長不同的信號而言，降低了元器件的成本；同時(shí)因兩個(gè)發(fā)射裝置的位置 分布更加靈活，避免了射頻干擾，使得裝置內(nèi)布線局限性小，方便組裝，提高了測量能力，且 降低了維修成本，更具有實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)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 本實(shí)用新型中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的 前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1~圖4為本實(shí)用新型一種激光測距的校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 附圖中標(biāo)記含義：1校正光路發(fā)射裝置、2測量光路發(fā)射裝置、3校正光路接收裝置、 4測量光路接收裝置、5分光器、6反射裝置、7有防塵鏡、8接收透鏡、9被測目標(biāo)。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí) 用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型 中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031] 本實(shí)用新型實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式撰寫。
[0032]如圖1~4所示，一種激光測距的校準(zhǔn)裝置，包括校正光路發(fā)射裝置1、測量光路發(fā) 射裝置2、校正光路接收裝置3和測量光路接收裝置4;校正光路發(fā)射裝置1用于發(fā)射校正信 號，校正光路發(fā)射裝置1的發(fā)射端還設(shè)置有分光器5,分光器5將校正光路發(fā)射裝置1所發(fā)射 的信號分為兩路測量信號，分別被校正光路接收裝置3和測量光路接收裝置4接收，其中分 光器5可以為導(dǎo)光管或光纖中的任意一種;測量光路發(fā)射裝置2用于發(fā)射測量信號，其中一 路信號在裝置內(nèi)部傳導(dǎo)后被校正光路接收裝置3接收，另一部分信號在裝置外部經(jīng)被測目 標(biāo)9反射后，被測量光路接收裝置4所接收。
[0033]其中，裝置中還設(shè)置有兩個(gè)反射裝置6，其中一個(gè)反射裝置6為光柵，將測量光路發(fā) 射裝置2所發(fā)出的信號反射至校正光路接收裝置3;另一個(gè)反射裝置6為反射鏡，將校正光路 發(fā)射裝置1經(jīng)分光器5所分出的一路信號，和經(jīng)被測目標(biāo)9反射回來的信號均反射至測量光 路接收裝置4。
[0034]校正光路接收裝置3和測量光路接收裝置4均為雪崩二極管；測量光路發(fā)射裝置2 與被測目標(biāo)9間還設(shè)置有防塵鏡7;被測目標(biāo)9與測量光路接收裝置4間還設(shè)置有接收透鏡8。 [0035]通過設(shè)置校正光路發(fā)射裝置1和測量光路發(fā)射裝置2兩個(gè)發(fā)射裝置，相對于采用一 個(gè)發(fā)射裝置發(fā)射兩波長不同的信號而言，降低了元器件的成本;避免了射頻干擾的同時(shí)，提 高了測量能力；同時(shí)因兩個(gè)發(fā)射裝置的位置分布更加靈活，使得裝置內(nèi)布線局限性小，方便 組裝;且降低了維修成本。
[0036]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新 型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)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實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因 此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種激光測距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括校正光路發(fā)射裝置（1)、測量光路發(fā)射 裝置(2)、校正光路接收裝置(3)和測量光路接收裝置(4); 所述校正光路發(fā)射裝置（1)用于發(fā)射校正信號，且所述校正信號在裝置內(nèi)部傳導(dǎo)后，一 部分被所述校正光路接收裝置(3)接收，另一部分被所述測量光路接收裝置(4)所接收； 所述測量光路發(fā)射裝置(2)用于發(fā)射測量信號，其中一部分信號在裝置內(nèi)部傳導(dǎo)后被 所述校正光路接收裝置(3)接收，另一部分信號在裝置外部經(jīng)被測目標(biāo)(9)反射后，被所述 測量光路接收裝置(4)所接收。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，還包括分光器(5)，所述分 光器(5)與所述校正光路發(fā)射裝置（1)的發(fā)射端連接，將所述校正光路發(fā)射裝置（1)所發(fā)射 的校正信號分為兩路測量信號，分別被所述校正光路接收裝置(3)和測量光路接收裝置(4) 接收。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，還包括至少一個(gè)反射裝置 (6)，所述反射裝置(6)用于將所述校正光路發(fā)射裝置(1)和所述測量光路發(fā)射裝置(2)所發(fā) 射的信號分別反射至所述校正光路接收裝置(3)和測量光路接收裝置(4)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述校正光路接收裝置 (3)和測量光路接收裝置(4)均為雪崩二極管。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光測距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述反射裝置(6)為反射 鏡或光柵。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述測量光路發(fā)射裝置 (2)與被測目標(biāo)(9)間還設(shè)置有防塵鏡(7)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述被測目標(biāo)(9)與所述 測量光路接收裝置(4)間還設(shè)置有接收透鏡(8)。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光測距的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述分光器(5)為導(dǎo)光管 或光纖。
【文檔編號】G01S7/497GK205581293SQ201620345484
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】杜鑫
【申請人】杜鑫