有源协作式相位激光测距方法与装置

摘要

本发明属于激光测距技术领域，本发明在激光测距被测目标端设置了有源协作目标端装置，有源协作目标端装置将来自测量端的激光信号放大后沿测量方向照射回测量端，测量端接收来自有源协作目标端装置的光信号，实现有源协作目标端装置与测量端装置协同工作共同完成距离测量，变现有的单光束往返式测量模式为双光束单程协作测量模式，使得测量系统回光能量的衰减形式由现有方法的被测距离的四次方衰减函数变为二次方衰减函数，增大系统回光能量及信噪比，测程越远效果越显著，使得测量系统可以以很小的激光出射功率及光学接收口径实现远程高精度测量；该发明装置由测量端装置和与测量端装置光学及电路结构相同的有源协作端装置两部分组成。

主权项

1、一种有源协作式相位激光测距方法，其特征在于该方法采用了测量端和目标端的协同工作共同实现测距，其测量方式为双光束单程协作测量的测量模式，有源协作目标端装置将来自测量端装置的激光信号放大后沿测量方向照射回测量端装置；该方法包括以下步骤：(1)在测量端，测量端装置调制信号产生单元产生的正弦调制信号作用到激光强度调制单元上对激光器输出激光束的光强进行调制，该激光束经过激光束准直整形镜组后再经过分光镜分成两束，一束射向被测目标处，另一束作为参考光经光电转化后作为测量端参考信号，记为E_Mr；(2)在被测目标端，设置的有源协作目标端装置将来自测量端装置的光信号接收并转换成电信号，同时提取其中的调制信号，记为E_Tm，然后用提取到的调制信号调制激光器产生光强调制的激光信号，该激光束经过准直整形镜组后再经过分光镜分成两束，一束激光信号沿测量方向照射回测量端，另一束激光经光电转化后作为有源协作目标端内延迟测量参考信号，记为E_Tr，对信号E_Tm和E_Tr进行相差测量，得到相位差，此相位差为有源协作目标端的相位内延迟；(3)测量端装置接收到来自有源协作目标端装置的激光信号，并将该信号转换成电信号，记为E_Mm，对信号E_Mm和E_Mr进行相差测量得到相位差，此相位差既包含有和被测距离相关的相位还包含有源协作目标端的内延迟，通过对相位差和做差便可以得到与被测距离相关的相位差，进而求得被测距离。