一種適用于低量程的激光測距結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光測量技術(shù)領(lǐng)域，用于安裝環(huán)境距離受限及精度要求高的近距離測 量，涉及一種適用于低量程的激光測距結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光具有方向性強、亮度高、單色性好、相干性好等優(yōu)點，且具有測量精度高、范圍 廣，實現(xiàn)非接觸測量，廣泛應(yīng)用于測距領(lǐng)域。激光測距裝置利用激光在空氣中傳播速度基本 恒定的特性，一般通過激光信號在待測目標距離上的往返時間來實現(xiàn)距離的測量。近年來， 隨著激光技術(shù)、電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，激光測距技術(shù)得到了快速的發(fā)展，以此為基 礎(chǔ)的激光測距裝置朝著數(shù)字化、自動化、低成本和小型化的方向發(fā)展。
[0003] 在低量程測量過程中，現(xiàn)有的激光測距裝置使用普通計數(shù)器芯片(計時功能)難以 精確計時，導(dǎo)致出現(xiàn)較大的計算誤差。
[0004] 此外，在某些應(yīng)用環(huán)境中，由于安裝條件限制，如安裝空間狹小、安裝不便等，造成 現(xiàn)有的激光測距裝置不易安裝，使得測距精度受限。
[0005] 因此，現(xiàn)有的激光測距裝置，在低量程范圍內(nèi)與中程范圍相比：測距精度低，誤差 大。所以，研制一種低量程的高精度激光測距結(jié)構(gòu)具有實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種適用于低量程的激光測距結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)在低量程 激光測距中，由于結(jié)構(gòu)設(shè)置的限制導(dǎo)致計算時間精度低以及安裝環(huán)境距離受限的問題。
[0007] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0008] 方式 1，
[0009] -種適用于低量程的激光測距結(jié)構(gòu)，包括激光裝置和一個直角棱鏡，激光裝置內(nèi) 部集成有激光發(fā)射單元、激光接收單元和數(shù)據(jù)處理單元，激光裝置的激光出射方向與待測 距的目標反射方向垂直設(shè)置，直角棱鏡的橫截面為等腰直角三角形，直角棱鏡的斜面朝外， 直角棱鏡的一個直角邊與激光裝置相對，且直角棱鏡的斜面中點與激光發(fā)射單元發(fā)射器、 激光接收單元接收器位于同一直線;直角棱鏡的另一個直角邊與待測距的目標相對，且直 角棱鏡斜面中點與待測距的目標中心位于同一直線。
[0010] 方式 2，
[0011] -種適用于低量程的激光測距結(jié)構(gòu)，包括激光裝置和一個單面鏡，激光裝置內(nèi)部 集成有激光發(fā)射單元、激光接收單元和數(shù)據(jù)處理單元，激光裝置的激光出射方向與待測距 的目標反射方向垂直設(shè)置，激光發(fā)射單元的出射光通過單面鏡反射到待測距的目標反射面 上，待測距的目標反射面上的反射光重新經(jīng)過單面鏡反射到激光接收單元中。
[0012] 方式 3，
[0013] -種適用于低量程的激光測距結(jié)構(gòu)，包括激光裝置和一個激光高反鏡，激光裝置 內(nèi)部集成有激光發(fā)射單元、激光接收單元和數(shù)據(jù)處理單元，激光裝置的激光出射方向與待 測距的目標反射方向平行設(shè)置，激光高反鏡設(shè)置在激光裝置與待測距的目標之間的彎折線 上，激光發(fā)射單元的入射激光通過在激光高反鏡中的多次反射后出射光照在待測距的目標 的反射面上，并且待測距的目標反射面上的反射光經(jīng)過激光高反鏡中的多次反射后返回激 光接收單元中。
[0014]方式 4，
[0015] 一種適用于低量程的激光測距結(jié)構(gòu)，包括激光裝置和一個雙平面鏡，激光裝置內(nèi) 部集成有激光發(fā)射單元、激光接收單元和數(shù)據(jù)處理單元，激光裝置的激光出射方向與待測 距的目標反射方向平行設(shè)置，雙平面鏡設(shè)置在激光裝置與待測距的目標之間的彎折線上， 激光發(fā)射單元的入射激光通過在雙平面鏡中的多次反射后出射光照在待測距的目標的反 射面上，并且待測距的目標反射面上的反射光經(jīng)過雙平面鏡中的多次反射后返回激光接收 單元中。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是，包括以下幾個方面：
[0017] 1)通過使用直角棱鏡，改變激光信號的光路，解決安裝空間單方向距離受限制的 問題；
[0018] 2)通過改變激光信號的折返光路，將低量程測量實際測量距離變長，從而，降低對 計數(shù)功能芯片的精度要求，提高低量程測量精度及誤差；
[0019] 3)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，只是通過增加一個直角棱鏡便可實現(xiàn)精度提高的功能，尤其 適合低量程高精度激光測距。
【附圖說明】
[0020] 圖1為現(xiàn)有的一種典型的激光測距裝置安裝示意圖；
[0021 ]圖2為本發(fā)明的一種激光測距結(jié)構(gòu)布置示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的另一種激光測距結(jié)構(gòu)布置示意圖。
[0023]圖中，1.激光裝置，2.激光照射光路，3.直角棱鏡，4.目標，5 .棱鏡折射光路，6.激 光高反鏡，7.激光設(shè)備，8.激光發(fā)射單元，9.激光接收單元。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0025]如圖1所示，是現(xiàn)有技術(shù)一種典型的激光測距安裝結(jié)構(gòu)，包括常規(guī)的激光設(shè)備7,激 光設(shè)備7的內(nèi)部集成有激光發(fā)射單元8和激光接收單元9,待測距的目標4位于激光設(shè)備7的 激光照射光路方向上，某時刻開始，激光發(fā)射單元8對待測距的目標4發(fā)射出激光信號，激光 接收單元9收到從待測距的目標4的回波激光信號，計算激光信號從激光發(fā)射單元8出發(fā)到 達待測距的目標4并返回激光接收單元9所需的時間，由此計算待測距離d，脈沖信號往返所 需時間為t，激光在空氣中的傳播速度為c，則有^，可見，時間t的計算精度決定了待測 距離d的精度。在低量程測量過程中，由于量程很小，現(xiàn)有的激光測距方法使用普通計數(shù)器 芯片(計時功能)難以精確計算時間，導(dǎo)致出現(xiàn)較大的計算誤差，因此，只能要求更高精度的 計數(shù)器芯片，從而增加了設(shè)備成本。
[0026]在實際測量時，如果待測距的目標4的待測距離N位于Y方向上，由于在Y方向上空 間有限，激光裝置1的安裝很不方便，基本上難以實施;且由于待測距離小，現(xiàn)有的激光測距 裝置精度較中量程低，設(shè)置配置成本受限制(主要是計時器件的成本），此時，采用本發(fā)明下 述的結(jié)構(gòu)及其安裝方式進行測量，就會有更好的測量精度。
[0027]如圖2所示，本發(fā)明的激光測距結(jié)構(gòu)是，包括激光裝置1和直角棱鏡3,激光裝置1的 激光出射方向與待測距的目標4反射方向垂直設(shè)置，激光裝置1內(nèi)部集成有激光發(fā)射單元8、 激光接收單元9和數(shù)據(jù)處理單元三部分，直角棱鏡3的橫截面為等腰直角三角形，直角棱鏡3 的斜面朝外，直角棱鏡3的一個直角邊與激光裝置1相對，且直角棱鏡3的斜面中點與激光裝 置1的激光發(fā)射單元8發(fā)射器、激光接收單元9接收器位于同一直線（圖中沿X軸方向）；直角 棱鏡3的另一個直角邊與待測距的目標4相對，直角棱鏡3斜面中點與待測距的目標4中心位 于同一直線（圖中沿Y軸方向）。
[0028]本發(fā)明上述的結(jié)構(gòu)測量原理是，
[0029]激光裝置1