紫外测距系统及方法

本公开涉及测距设备的，尤其涉及一种紫外测距系统及方法。

背景技术：

1、随着科技的发展，测距传感器广泛应用于隧道、桥梁、建筑、手机、无人驾驶汽车等领域。

2、目前，测距传感器包括：激光距离传感器、超声波距离传感器和红外测距传感器三种类型。由于红外测距传感器造价低、安全性高、容易制备的优点，因此得到广泛应用。但红外测距传感器在测距过程中，测距精度低且容易受环境干扰，尤其是在日光条件下以及海面杂波严重情况下，可能会导致无法测距。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了紫外测距系统及方法，以改善测距精度低，测距中容易受环境干扰导致适用范围受限的问题。

2、本公开提供了一种紫外测距系统，包括：现场可编程的门阵列模块，用于产生多路脉冲电信号；信号发送模块，用于将一路脉冲电信号转化为第一光脉冲信号后发送至待测物体；信号接收模块，用于接收经待测物体反射后的第二光脉冲信号，将第二光脉冲信号转化为数字电信号；时间数字转换器，用于在另一路脉冲电信号的触发下开始时间测量以及在数字电信号的触发下停止时间测量，在接收到数字电信号的条件下，向现场可编程的门阵列模块发送停止指令，将开始时间测量和停止时间测量的时间数据传输至现场可编程的门阵列模块来计算探测距离。

3、可选地，信号发送模块包括：电路系统，用于将一路脉冲电信号进行调制；紫外光源，用于将调制后的脉冲电信号转化为第一光脉冲信号；光学发射子模块，用于将第一光脉冲信号进行光学路径优化后发送至待测物体。

4、可选地，信号接收模块包括：光学接收子模块，用于接收经待测物体反射后的第二光脉冲信号及对第二光脉冲信号进行整形汇聚和过滤，得到预处理的光信号；光电探测器，用于将预处理的光信号转化为数字电信号，将数字电信号进行第一次放大，得到第一电信号；模拟数字转换器，用于将第一电信号进行第二次放大，得到第二电信号。

5、可选地，光学接收子模块包括：汇聚透镜，用于对第二光脉冲信号进行整形汇聚；滤光片，用于将整形汇聚后的第二光脉冲信号中非紫外波段的噪声光进行滤除。

6、可选地，还包括定时模块，定时模块用于每间隔50ms触发一次时间数字转换器初始化测量。

7、可选地，还包括上位机，上位机用于显示现场可编程的门阵列模块记录的时间数据和探测结果。

8、可选地，电路系统的调制方式为二进制振幅键控、正交幅度调制和数字脉冲间隔调制的任意一种。

9、可选地，紫外光源采用激光器、紫外发光二极管和紫外低压汞灯中的任意一种。

10、可选地，时间数字转换器通过spi协议现场可编程的门阵列模块进行通信。

11、本公开的另一个方面提供了一种紫外测距系统进行测距的方法，包括：同时产生多路脉冲电信号，一路脉冲电信号转化为第一光脉冲信号后发送至待测物体，另一路脉冲电信号触发紫外测距系统开始时间测量；第一光脉冲信号经被测物体反射，得到第二光脉冲信号，将第二光脉冲信号转化为数字电信号；数字电信号触发紫外测距系统停止时间测量，根据紫外测距系统开始和停止测量的时间数据，计算探测距离。

12、本公开实施例采用的上述至少一个技术方案至少包括以下有益效果：

13、利用现场可编程的门阵列模块产生超窄脉冲电信号，并通过时间数字转换器对测量时间进行精准的捕捉，提升该系统测距的精度；

14、采用紫外光进行探测，可以降低环境噪声对于该系统工作的干扰，提升探测的精度；

15、通过设置光学发射子模块减少第一光脉冲信号发射时的发散角，提升光功率，从而提升探测距离，同时设置光学接收子模块将经探测物体反射的第二光脉冲信号进行汇聚和过滤，提升信号接收的强度，进一步增强探测的准确度。

技术特征：

1.一种紫外测距系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号发送模块(1)包括：

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号接收模块(2)包括：

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述光学接收子模块(21)包括：

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括定时模块(33)，所述定时模块(33)用于每间隔50ms触发一次所述时间数字转换器(32)初始化测量。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括上位机(34)，所述上位机(34)用于显示所述现场可编程的门阵列模块(31)记录的时间数据和探测结果。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电路系统(11)的调制方式为二进制振幅键控、正交幅度调制和数字脉冲间隔调制的任意一种。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述紫外光源(12)采用激光器、紫外发光二极管和紫外低压汞灯中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述时间数字转换器(32)通过spi协议所述现场可编程的门阵列模块(31)进行通信。

10.一种采用上述权利要求1-9中任一项所述的紫外测距系统进行测距的方法，其特征在于，包括：

技术总结
本公开提供一种紫外测距系统及方法，涉及测距设备领域，紫外测距系统包括：现场可编程的门阵列模块，用于产生多路脉冲电信号；信号发送模块，用于将一路脉冲电信号转化为第一光脉冲信号后发送至待测物体；信号接收模块，用于接收经待测物体反射后的第二光脉冲信号，将第二光脉冲信号转化为数字电信号；时间数字转换器，用于在另一路脉冲电信号的触发下开始时间测量以及在数字电信号的触发下停止时间测量，在接收到数字电信号的条件下，向现场可编程的门阵列模块发送停止指令，将开始时间测量和停止时间测量的时间数据传输至现场可编程的门阵列模块来计算探测距离。本公开具有测距精度高，测距中不易受环境干扰的效果。

技术研发人员：刘建国,赵英凯,王跃辉,矫羽,杜阿新,孙凝
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13