目标距离获取的方法与流程

本发明属于光学计量技术领域，具体涉及一种目标距离获取的方法。

背景技术：

在很多情况下，需要知道目标距离。激光测距就是利用激光的优点来实现目标距离的高精度测量，是实际距离测量的有效手段之一。

脉冲式激光测距仪的基木原理是测距仪向目标发射激光，记录激光往返的时间，通过这个往返的时间就可以将其换算成所测距离，计算公式是光速乘以往返时间的一半。这种测距仪具有原理简单、重量轻、体积小、操作简单速度快而准确。但是这种测距仪只能对单目标距离进行测距，实际中经常在照射/接收视场范围内前后存在多个目标，此时会造成目标测距错误。所以只具备单一目标测距的激光测距仪使用极不方便。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：针对现有激光测距方法的不足，如何提供一种多目标激光测距的方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种目标距离获取的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：控制激光器发射一个纳秒级脉冲，经过发射光学照射到目标上；

步骤2：目标回波信号被接收光学接收，并会聚于探测器，探测器的输出信号经信号处理电路放大处理；

步骤3：利用采集电路以τ为采样时间间隔，采集放大处理后的信号，得到信号序列x(k·τ)，其中，k＝1、2、3、4………是采集电路第k个采样点；

步骤4：按照公式(1)对采集到的信号序列x(k·τ)求导数α(k)；

α(k)＝x[(k+1)·τ]-x[k·τ](1)

步骤5：保存所有|α(k)|≥ε且α(k)·α(k+1)<0时的k值；其中，ε为实际系统的阈值；

步骤6：按照公式(2)计算目标的距离；

其中：l为目标距离，c为光速3*10⁸m/s，t为激光器出光与采集电路信号采集的时间间隔，τ为采样时间间隔。

其中，所述ε为1.2v。

其中，所述步骤5中，每一个满足条件的k值对应一个目标。

(三)有益效果

现有技术中，激光测距仪只能测量第一个反射回来的高于阈值的回波信号，并给出相应的目标距离。当目标前面被其他物体不完全遮挡时，测距机测量得到的距离极有可能是遮挡物的距离。在这种情况下，只能通过移动测距机的位置，保证测距机直接照射目标，进而保证测距准确性，使用时极不方便。

而本发明技术方案利用高速连续采样电路连续采集反射信号，通过寻找采样得到的电压序列的多个峰值点得到多目标距离。依据照射路径上目标与其他物体的前后顺序进而得到目标距离。

该技术方案基于现有测距系统的多目标距离获取方法，其脉冲激光通过发射光学出射，被目标反射后被接收光学收集到探测器上，探测器输出的电信号被信号处理板处理，并利用高速采集电路对探测器信号进行采集。最后通过峰值探测，找到回波信号能量的局部最强点即为目标的特征点。该点所对应的位置则代表了目标的距离信息。解决了现有技术使用不方便的问题。

附图说明

图1为本发明技术方案原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术问题，本发明提供一种目标距离获取的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤1：控制激光器发射一个纳秒级脉冲，经过发射光学照射到目标上；

步骤2：目标回波信号被接收光学接收，并会聚于探测器，探测器的输出信号经信号处理电路放大处理；

步骤3：利用高速采集电路以τ为采样时间间隔，采集放大处理后的信号，得到信号序列x(k·τ)，其中，k＝1、2、3、4………是采集电路第k个采样点；

利用高速采集及目标信息处理单元精确控制激光出光信号与高速采集电路开始采集的时间t；

步骤4：按照公式(1)对采集到的信号序列x(k·τ)求导数α(k)；

α(k)＝x[(k+1)·τ]-x[k·τ](1)

步骤5：保存所有|α(k)|≥ε且α(k)·α(k+1)<0时的k值；其中，ε为实际系统的阈值；

步骤6：按照公式(2)计算目标的距离；

其中：l为目标距离，c为光速3*10⁸m/s，t为激光器出光与采集电路信号采集的时间间隔，τ为采样时间间隔。

其中，所述ε为1.2v。

其中，所述步骤5中，每一个满足条件的k值对应一个目标。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种目标距离获取的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：控制激光器发射一个纳秒级脉冲，经过发射光学照射到目标上；

步骤2：目标回波信号被接收光学接收，并会聚于探测器，探测器的输出信号经信号处理电路放大处理；

步骤3：利用采集电路以τ为采样时间间隔，采集放大处理后的信号，得到信号序列x(k·τ)，其中，k＝1、2、3、4………是采集电路第k个采样点；

步骤4：按照公式(1)对采集到的信号序列x(k·τ)求导数α(k)；

α(k)＝x[(k+1)·τ]-x[k·τ](1)

步骤5：保存所有|α(k)|≥ε且α(k)·α(k+1)<0时的k值；其中，ε为实际系统的阈值；

步骤6：按照公式(2)计算目标的距离；

其中：l为目标距离，c为光速3*10⁸m/s，t为激光器出光与采集电路信号采集的时间间隔，τ为采样时间间隔。

2.如权利要求1所述的目标距离获取的方法，其特征在于，所述ε为1.2v。

3.如权利要求1所述的目标距离获取的方法，其特征在于，所述步骤5中，每一个满足条件的k值对应一个目标。

技术总结
本发明属于光学计量技术领域，具体涉及一种目标距离获取的方法。该技术方案基于现有测距系统的多目标距离获取方法，其脉冲激光通过发射光学出射，被目标反射后被接收光学收集到探测器上，探测器输出的电信号被信号处理板处理，并利用高速采集电路对探测器信号进行采集。最后通过峰值探测，找到回波信号能量的局部最强点即为目标的特征点。该点所对应的位置则代表了目标的距离信息。本发明技术方案利用高速连续采样电路连续采集反射信号，通过寻找采样得到的电压序列的多个峰值点得到多目标距离。依据照射路径上目标与其他物体的前后顺序进而得到目标距离。解决了现有技术使用不方便的问题。

技术研发人员：俞兵;张博妮;赵俊成;薛媛元;康臻;于东钰;吴沛;吴磊;杨朋利;张魁甲;吕春莉
受保护的技术使用者：西安应用光学研究所
技术研发日：2020.03.11
技术公布日：2020.06.12