一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)，包括主控制器、激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路、光電傳感器、放大電路、濾波電路、濾波整形電路和本振放大電路；主控制器包括微處理器和信號(hào)源；激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路包括激光驅(qū)動(dòng)電路、電子開(kāi)關(guān)、外光路激光器、內(nèi)光路激光器；本發(fā)明根據(jù)上述內(nèi)容，提出一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)，既有測(cè)距的快速性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又降低了光路系統(tǒng)及電路系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)也降低了光路系統(tǒng)及其檢測(cè)系統(tǒng)的功耗及成本。
【專利說(shuō)明】
-種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及激光測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的 激光測(cè)距系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 精確的測(cè)距系統(tǒng)對(duì)科學(xué)研究、工程測(cè)量、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)W及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都具 有十分重要的意義。其中相位式激光測(cè)距儀憑借其良好的環(huán)境適應(yīng)性、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和優(yōu)秀 的測(cè)距性能，在地質(zhì)勘探、地圖測(cè)繪和建筑測(cè)量等工程領(lǐng)域，得到了廣泛的應(yīng)用。在光路的 結(jié)構(gòu)上，現(xiàn)有技術(shù)中典型的有雙光路、四光路和單光路之分。雙光路方案的缺點(diǎn)是無(wú)法消除 電路系統(tǒng)引入的測(cè)距誤差。四光路方案缺點(diǎn)是光路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要兩套分光鏡光學(xué)裝置及兩 套光電傳感器及其檢測(cè)電路，檢測(cè)電路功耗高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提出一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)，既 有測(cè)距的快速性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又降低了光路系統(tǒng)及電路系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)也降低了 光路系統(tǒng)及其檢測(cè)系統(tǒng)的功耗及成本。
[0004] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)，包括主控制器、激光驅(qū)動(dòng)光路 切換電路、光電傳感器、放大電路、濾波電路、濾波整形電路和本振放大電路； 所述主控制器包括微處理器和信號(hào)源； 所述激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路包括激光驅(qū)動(dòng)電路、電子開(kāi)關(guān)、外光路激光器、內(nèi)光路激光 器； 所述主控制器產(chǎn)生的主振信號(hào)LD_Signal輸入至所述激光驅(qū)動(dòng)電路，若激光驅(qū)動(dòng)控制 信號(hào)LD_SW=1，則進(jìn)行激光驅(qū)動(dòng)放大;若LD_SW=0，則關(guān)斷激光驅(qū)動(dòng)； 經(jīng)激光驅(qū)動(dòng)放大后的主振信號(hào)送至所述電子開(kāi)關(guān)，所述電子開(kāi)關(guān)在光路切換控制信號(hào) LD_CH_SW的控制下，分時(shí)切換，將主振信號(hào)分時(shí)送至并驅(qū)動(dòng)所述外光路激光器或所述內(nèi)光 路激光器發(fā)出激光； 若光路切換控制信號(hào)LD_CH_SW=1，所述電子開(kāi)關(guān)向上閉合，經(jīng)所述激光驅(qū)動(dòng)電路放大 后的主振信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述外光路激光器發(fā)光，產(chǎn)生外光路，此時(shí)傳送的是外光路主振信號(hào)； 若光路切換控制信號(hào)LD_CH_SW=0,所述電子開(kāi)關(guān)向下閉合，經(jīng)所述激光驅(qū)動(dòng)電路放大 后的主振信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)光路激光器發(fā)光，產(chǎn)生內(nèi)光路，此時(shí)傳送的是內(nèi)光路主振信號(hào)； 所述主控制器產(chǎn)生本振信號(hào)，經(jīng)所述本振放大電路放大的本振信號(hào)通過(guò)所述光電傳感 器電外差的方式，對(duì)外光路主振信號(hào)或內(nèi)光路主振信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出的頻率為化化的差 頻信號(hào)，所述差頻信號(hào)即為回波信號(hào)，所述回波信號(hào)經(jīng)過(guò)所述放大電路、濾波電路、濾波整 形電路的放大、濾波與整形處理之后，最終送入所述微處理器的定時(shí)器的輸入捕獲通道1; 在所述微處理器的控制下，可獲得參考信號(hào)，即所述微處理器的定時(shí)器的輸入捕獲通 道O與回波信號(hào)的相位差計(jì)算測(cè)程S2或SI,最后根據(jù)測(cè)程S2或SI計(jì)算測(cè)量距離； 得出W下測(cè)距公式：
^為所述外光路激光器及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； 為所述內(nèi)光路激光器及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； 4^^為所述光電傳感器及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； Sl和分別為所述內(nèi)光路激光器的測(cè)程和光程； S2和]La分別為所述外光路激光器的測(cè)程和光程； '占 為最終的測(cè)距數(shù)據(jù)。
[0005] 進(jìn)一步，所述激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路包括：電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、 電阻R26、電阻R27、電阻R28、電阻R29、電阻R30、電容C22、電容C23、電容C24、電容C25、電容 C26、電容C27、電容C28、電容C29、電容C30、電容C31、電容C32、電感LU電感L2、電感L3、NM0S 管呪、外光路激光器U6、電子開(kāi)關(guān)U7、內(nèi)光路激光器U8和=極管U9; 所述外光路激光器U6和內(nèi)光路激光器U8的內(nèi)部均設(shè)置有光敏二極管PD和激光二極管 LD ； 所述電阻R22的一端、NMOS管呪的柵極和激光驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)端LD_SW電連接，所述電阻 R22的另一端接地，所述NMOS管呪的漏極與VCC_LD電源端電連接，所述NMOS管呪的源極與所 述電感L2的一端電連接，所述電感L2的另一端、電容C25的一端與所述電子開(kāi)關(guān)U7的公共端 電連接，所述電容C25的另一端接地， 所述電子開(kāi)關(guān)U7的VCC電源端、電容C26的一端與VCC_3V電源端電連接，所述電容C26的 另一端接地;所述電子開(kāi)關(guān)U7的控制信號(hào)輸入端與所述電阻R26的一端電連接，所述電阻 R26的另一端與所述信號(hào)端LD_CH_SW電連接； 所述電子開(kāi)關(guān)U7的GND端接地，所述電子開(kāi)關(guān)U7的常開(kāi)端、電容C29的一端與電感L3的 一端電連接，所述內(nèi)光路激光器U8的光敏二極管PD的負(fù)極電連接于所述內(nèi)光路激光器U8的 激光二極管LD的正極，所述電感L3的另一端、電容C28的一端電連接于所述內(nèi)光路激光器U8 的光敏二極管PD的負(fù)極與所述內(nèi)光路激光器U8的激光二極管LD的正極的電連接點(diǎn)上，所述 電容C28和電容C29的另一端均接地； 所述電子開(kāi)關(guān)U7的常閉端、電容C24的一端與電感Ll的一端電連接，所述外光路激光器 U6的光敏二極管PD的負(fù)極電連接于所述外光路激光器U6的激光二極管LD的正極，所述電感 L3的另一端、電容C23的一端電連接于所述外光路激光器U6的光敏二極管PD的負(fù)極與所述 外光路激光器U6的激光二極管LD的正極的電連接點(diǎn)上，所述電容C23、電容C24的另一端均 接地； 所述光電流檢測(cè)端LD_Q10、電容C22的一端、電阻R23的一端與所述外光路激光器U6的 光敏二極管PD的正極電連接，所述電容C22的另一端和電阻R23的另一端均接地； 所述內(nèi)光路激光器U8的光敏二極管PD的正極、電阻R30的一端、電容C32的一端與光電 流檢測(cè)端LD_CH1電連接，所述電容C32的另一端與電阻R30的另一端均接地； 所述外光路激光器U6的激光二極管LD的負(fù)極、內(nèi)光路激光器U8的激光二極管LD的負(fù)極 與電阻R25的一端電連接，所述電阻R25的另一端與所述S極管U9的集電極電連接，所述S 極管U9的發(fā)射極接地，所述S極管U9的基極、電容C27的一端與所述電阻R24的一端電連接， 所述電阻R24的另一端與VCC_3V電源端電連接； 所述電容C27的另一端與電阻R29的一端電連接，所述電阻R29的另一端、電容C31的一 端與電阻R28的一端電連接，所述電阻R28的另一端、電容C30的一端與電阻R27的一端電連 接，所述電容C30、電容C31的另一端均接地;所述電阻R27的另一端與主振信號(hào)端LD_Signal 電連接。
[0006] 本發(fā)明根據(jù)上述內(nèi)容，提出一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系 統(tǒng)，既有測(cè)距的快速性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又降低了光路系統(tǒng)及電路系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)也降 低了光路系統(tǒng)及其檢測(cè)系統(tǒng)的功耗及成本。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1是本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路的電路原理圖。
[0009] 圖3是忍片SGM3157的封裝圖。
[0010]圖4是忍片SGM3157的引腳功能圖。
[0011] 其中：主控制器3、微處理器31、信號(hào)源32、激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路2、激光驅(qū)動(dòng)電路 13、光電傳感器17、放大電路18、濾波電路19、濾波整形電路20、本振放大電路21、電子開(kāi)關(guān) U7、外光路激光器U6、內(nèi)光路激光器U8。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0013] -種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)，包括主控制器3、激光驅(qū)動(dòng) 光路切換電路2、光電傳感器17、放大電路18、濾波電路19、濾波整形電路20和本振放大電路 21; 所述主控制器3包括微處理器31和信號(hào)源32; 所述激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路2包括激光驅(qū)動(dòng)電路13、電子開(kāi)關(guān)U7、外光路激光器U6、內(nèi) 光路激光器U8; 所述主控制器3產(chǎn)生的主振信號(hào)LD_Signal輸入至所述激光驅(qū)動(dòng)電路13,若激光驅(qū)動(dòng)控 制信號(hào)LD_SW=1，則進(jìn)行激光驅(qū)動(dòng)放大;若LD_SW=0，則關(guān)斷激光驅(qū)動(dòng)； 經(jīng)激光驅(qū)動(dòng)放大后的主振信號(hào)送至所述電子開(kāi)關(guān)U7,所述電子開(kāi)關(guān)U7在光路切換控制 信號(hào)LD_CH_SW的控制下，分時(shí)切換，將主振信號(hào)分時(shí)送至并驅(qū)動(dòng)所述外光路激光器U6或所 述內(nèi)光路激光器U8發(fā)出激光； 若光路切換控制信號(hào)LD_CH_SW=1，所述電子開(kāi)關(guān)U7向上閉合，經(jīng)所述激光驅(qū)動(dòng)電路13 放大后的主振信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述外光路激光器U6發(fā)光，產(chǎn)生外光路L2,此時(shí)傳送的是外光路主 振信號(hào)； 若光路切換控制信號(hào)LD_CH_SW=0,所述電子開(kāi)關(guān)U7向下閉合，經(jīng)所述激光驅(qū)動(dòng)電路13 放大后的主振信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)光路激光器U8發(fā)光，產(chǎn)生內(nèi)光路LI,此時(shí)傳送的是內(nèi)光路主 振信號(hào)； 所述主控制器3產(chǎn)生本振信號(hào)，經(jīng)所述本振放大電路21放大的本振信號(hào)通過(guò)所述光電 傳感器17電外差的方式，對(duì)外光路主振信號(hào)或內(nèi)光路主振信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出的頻率為 IKHz的差頻信號(hào)，所述差頻信號(hào)即為回波信號(hào)，所述回波信號(hào)經(jīng)過(guò)所述放大電路18、濾波電 路19、濾波整形電路20的放大、濾波與整形處理之后，最終送入所述微處理器31的定時(shí)器的 輸入捕獲通道1; 在所述微處理器31的控制下，可獲得參考信號(hào)，即所述微處理器31的定時(shí)器的輸入捕 獲通道0與回波信號(hào)的相位差計(jì)算測(cè)程S2或SI,最后根據(jù)測(cè)程S2或Sl計(jì)算測(cè)量距離； 得出W下測(cè)距公式：
內(nèi)女 外女 故，； 其4 為所述外光路激光器U6及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； 為所述內(nèi)光路激光器U8及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； 為所述光電傳感器17及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； Sl和別為所述內(nèi)光路激光器U8的測(cè)程和光程； S2和I為分別為所述外光路激光器U6的測(cè)程和光程； 占 Sgg為最終的測(cè)距數(shù)據(jù)。
[0014]對(duì)于所述外光路激光器U6和內(nèi)光路激光器U8及其驅(qū)動(dòng)電路引入的誤差和 所述外光路激光器U6和內(nèi)光路激光器U8共用所述激光驅(qū)動(dòng)電路13,其誤差可近似為相等， 印
。所W，該光路可消除系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)距穩(wěn)定性的影響，從而得到可靠的測(cè)距數(shù)據(jù) 由于本發(fā)明采用免分光鏡的單光路結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了光路結(jié)構(gòu)，避免了輸出光強(qiáng)被削弱的 缺陷，由于所述電子開(kāi)關(guān)U7的開(kāi)關(guān)頻率高，因而可實(shí)現(xiàn)快速的分時(shí)光路切換，在所述電子開(kāi) 關(guān)U7的控制下，分時(shí)切換所述外光路激光器U6和內(nèi)光路激光器U8的通電與斷電，既有測(cè)距 的快速性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又降低了光路系統(tǒng)及電路系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)也降低了光路系 統(tǒng)及其檢測(cè)系統(tǒng)的功耗及成本。
[0015] 進(jìn)一步，所述激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路2包括：電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、 電阻R26、電阻R27、電阻R28、電阻R29、電阻R30、電容C22、電容C23、電容C24、電容C25、電容 C26、電容C27、電容C28、電容C29、電容C30、電容C31、電容C32、電感LU電感L2、電感L3、NM0S 管呪、外光路激光器U6、電子開(kāi)關(guān)U7、內(nèi)光路激光器U8和=極管U9; 所述外光路激光器U6和內(nèi)光路激光器U8的內(nèi)部均設(shè)置有光敏二極管PD和激光二極管 LD ； 所述電阻R22的一端、NMOS管呪的柵極和激光驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)端LD_SW電連接，所述電阻 R22的另一端接地，所述NMOS管呪的漏極與VCC_LD電源端電連接，所述NMOS管呪的源極與所 述電感L2的一端電連接，所述電感L2的另一端、電容C25的一端與所述電子開(kāi)關(guān)U7的公共端 電連接，所述電容C25的另一端接地， 所述電子開(kāi)關(guān)U7的VCC端、電容C26的一端與VCC_3V電源端電連接，所述電容C26的另一 端接地;所述電子開(kāi)關(guān)U7的控制信號(hào)輸入端與所述電阻R26的一端電連接，所述電阻R26的 另一端與所述信號(hào)端LD_CH_SW電連接； 所述電子開(kāi)關(guān)U7的GND端接地，所述電子開(kāi)關(guān)U7的常開(kāi)端、電容C29的一端與電感L3的 一端電連接，所述內(nèi)光路激光器U8的光敏二極管PD的負(fù)極電連接于所述內(nèi)光路激光器U8的 激光二極管LD的正極，所述電感L3的另一端、電容C28的一端電連接于所述內(nèi)光路激光器U8 的光敏二極管PD的負(fù)極與所述內(nèi)光路激光器U8的激光二極管LD的正極的電連接點(diǎn)上，所述 電容C28和電容C29的另一端均接地； 所述電子開(kāi)關(guān)U7的常閉端、電容C24的一端與電感Ll的一端電連接，所述外光路激光器 U6的光敏二極管PD的負(fù)極電連接于所述外光路激光器U6的激光二極管LD的正極，所述電感 Ll的另一端、電容C23的一端電連接于所述外光路激光器U6的光敏二極管PD的負(fù)極與所述 外光路激光器U6的激光二極管LD的正極的電連接點(diǎn)上，所述電容C23、電容C24的另一端均 接地； 所述光電流檢測(cè)端LD_O10、電容C22的一端、電阻R23的一端與所述外光路激光器U6的 光敏二極管PD的正極電連接，所述電容C22的另一端和電阻R23的另一端均接地； 所述內(nèi)光路激光器U8的光敏二極管PD的正極、電阻R30的一端、電容C32的一端與光電 流檢測(cè)端LD_CH1電連接，所述電容C32的另一端與電阻R30的另一端均接地； 所述外光路激光器U6的激光二極管LD的負(fù)極、內(nèi)光路激光器U8的激光二極管LD的負(fù)極 與電阻R25的一端電連接，所述電阻R25的另一端與所述S極管U9的集電極電連接，所述S 極管U9的發(fā)射極接地，所述S極管U9的基極、電容C27的一端與所述電阻R24的一端電連接， 所述電阻R24的另一端與VCC_3V電源端電連接； 所述電容C27的另一端與電阻R29的一端電連接，所述電阻R29的另一端、電容C31的一 端與電阻R28的一端電連接，所述電阻R28的另一端、電容C30的一端與電阻R27的一端電連 接，所述電容C30、電容C31的另一端均接地;所述電阻R27的另一端與主振信號(hào)端LD_Signal 電連接。
[0016] 在激光驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)LD_SW的控制下，電源VCC_LD通過(guò)所述醒OS管肌對(duì)激光電路 供電，所述匪OS管U5起開(kāi)關(guān)作用，當(dāng)LD_SW=1，醒OS管導(dǎo)通，對(duì)激光電路供電；當(dāng)LD_SW=0， NMOS管關(guān)斷，對(duì)激光電路不供電。
[0017] 所述電子開(kāi)關(guān)U7為忍片SGM3157,在光路切換控制信號(hào)LD_CH_SW的控制下，所述電 子開(kāi)關(guān)U7完成對(duì)所述外光路激光器U6與內(nèi)光路激光器U8的分時(shí)供電。當(dāng)LD_CH_SW=1，電子 開(kāi)關(guān)向上閉合，向外光路激光器U6供電；LD_CH_SW=0，電子開(kāi)關(guān)向下閉合，向內(nèi)光路激光器 U8供電。
[001引所述電阻R27、電阻R28、電容C30和電容C31組成二階RC濾波器，主振信號(hào)LD_ Signal通過(guò)所述二階RC濾波器接入所述S極管U9的基級(jí)，W對(duì)所述S極管的集射級(jí)電流ice 進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)所述外光路激光器U6或內(nèi)光路激光器U8的激光電流進(jìn)行控制，即光 強(qiáng)的調(diào)制，放大后的主振信號(hào)即為調(diào)制信號(hào)。
[0019] 所述外光路激光器U6和內(nèi)光路激光器U納部的光強(qiáng)檢測(cè)二極管，即所述光敏二極 管PD的輸出反映激光平均強(qiáng)度的光電流，檢測(cè)的光電流經(jīng)過(guò)所述電阻R23或電阻R30進(jìn)行電 流-電壓的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電壓通過(guò)所述光電流檢測(cè)端LD_CH0或光電流檢測(cè)端LD_CH1送入 至所述微處理器31的模擬電壓通道ADO或ADl，W便微處理器對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓，即檢測(cè)的光 電流進(jìn)行采樣。
[0020] 采樣光電流的目的是對(duì)所述外光路激光器U6或內(nèi)光路激光器U8發(fā)出的激光光強(qiáng) 進(jìn)行穩(wěn)定控制，即通過(guò)采樣光電流，采用反饋控制算法，控制電源VCC_LD電壓的大小，從而 調(diào)節(jié)所述外光路激光器U6或內(nèi)光路激光器U8的激光二極管LD的電流，即調(diào)節(jié)所述外光路激 光器U6或內(nèi)光路激光器U8的激光二極管LD發(fā)出的光的光強(qiáng);通過(guò)PID控制算法，使檢測(cè)的光 電流保持恒定，從而達(dá)到穩(wěn)定平均光強(qiáng)的目的。
[0021] W上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。運(yùn)些描述只是為了解釋本發(fā)明的 原理，而不能W任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，運(yùn)些方式都將落入 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于:包括主控制器、 激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路、光電傳感器、放大電路、濾波電路、濾波整形電路和本振放大電路； 所述主控制器包括微處理器和信號(hào)源； 所述激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路包括激光驅(qū)動(dòng)電路、電子開(kāi)關(guān)、外光路激光器、內(nèi)光路激光 器； 所述主控制器產(chǎn)生的主振信號(hào)LD_Signal輸入至所述激光驅(qū)動(dòng)電路，若激光驅(qū)動(dòng)控制 信號(hào)LD_SW=1，則進(jìn)行激光驅(qū)動(dòng)放大;若LD_SW=0，則關(guān)斷激光驅(qū)動(dòng)； 經(jīng)激光驅(qū)動(dòng)放大后的主振信號(hào)送至所述電子開(kāi)關(guān)，所述電子開(kāi)關(guān)在光路切換控制信號(hào) LD_CH_SW的控制下，分時(shí)切換，將主振信號(hào)分時(shí)送至并驅(qū)動(dòng)所述外光路激光器或所述內(nèi)光 路激光器發(fā)出激光； 若光路切換控制信號(hào)LD_CH_SW=1，所述電子開(kāi)關(guān)向上閉合，經(jīng)所述激光驅(qū)動(dòng)電路放大 后的主振信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述外光路激光器發(fā)光，產(chǎn)生外光路，此時(shí)傳送的是外光路主振信號(hào)； 若光路切換控制信號(hào)LD_CH_SW=0,所述電子開(kāi)關(guān)向下閉合，經(jīng)所述激光驅(qū)動(dòng)電路放大 后的主振信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)光路激光器發(fā)光，產(chǎn)生內(nèi)光路，此時(shí)傳送的是內(nèi)光路主振信號(hào)； 所述主控制器產(chǎn)生本振信號(hào)，經(jīng)所述本振放大電路放大的本振信號(hào)通過(guò)所述光電傳感 器電外差的方式，對(duì)外光路主振信號(hào)或內(nèi)光路主振信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出的頻率為IKHz的差 頻信號(hào)，所述差頻信號(hào)即為回波信號(hào)，所述回波信號(hào)經(jīng)過(guò)所述放大電路、濾波電路、濾波整 形電路的放大、濾波與整形處理之后，最終送入所述微處理器的定時(shí)器的輸入捕獲通道1; 在所述微處理器的控制下，可獲得參考信號(hào)，即所述微處理器的定時(shí)器的輸入捕獲通 道〇與回波信號(hào)的相位差計(jì)算測(cè)程S2或Sl，最后根據(jù)測(cè)程S2或Sl計(jì)算測(cè)量距離； 得出以下測(cè)距公式：斤述外光路激光器及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； 沂述內(nèi)光路激光器及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； 聽(tīng)述光電傳感器及其驅(qū)動(dòng)電路引入的測(cè)距誤差； A分別為所述內(nèi)光路激光器的測(cè)程和光程； ^分別為所述外光路激光器的測(cè)程和光程； 3最終的測(cè)距數(shù)據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子開(kāi)關(guān)切換式單光路免分光鏡的激光測(cè)距系統(tǒng)，其特 征在于： 所述激光驅(qū)動(dòng)光路切換電路包括：電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻 R27、電阻R28、電阻R29、電阻R30、電容C22、電容C23、電容C24、電容C25、電容C26、電容C27、 電容C28、電容C29、電容C30、電容C31、電容C32、電感Ll、電感L2、電感L3、NM0S管U5、外光路 激光器U6、電子開(kāi)關(guān)U7、內(nèi)光路激光器U8和三極管U9; 所述外光路激光器U6和內(nèi)光路激光器U8的內(nèi)部均設(shè)置有光敏二極管PD和激光二極管 LD; 所述電阻R22的一端、匪OS管U5的柵極和激光驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)端LD_SW電連接，所述電阻 R22的另一端接地，所述NMOS管U5的漏極與VCC_LD電源端電連接，所述NMOS管U5的源極與所 述電感L2的一端電連接，所述電感L2的另一端、電容C25的一端與所述電子開(kāi)關(guān)U7的公共端 電連接，所述電容C25的另一端接地， 所述電子開(kāi)關(guān)U7的VCC電源端、電容C26的一端與VCC_3V電源端電連接，所述電容C26的 另一端接地;所述電子開(kāi)關(guān)U7的控制信號(hào)輸入端與所述電阻R26的一端電連接，所述電阻 R26的另一端與所述信號(hào)端LD_CH_SW電連接； 所述電子開(kāi)關(guān)U7的GND端接地，所述電子開(kāi)關(guān)U7的常開(kāi)端、電容C29的一端與電感L3的 一端電連接，所述內(nèi)光路激光器U8的光敏二極管ro的負(fù)極電連接于所述內(nèi)光路激光器U8的 激光二極管LD的正極，所述電感L3的另一端、電容C28的一端電連接于所述內(nèi)光路激光器U8 的光敏二極管的負(fù)極與所述內(nèi)光路激光器U8的激光二極管LD的正極的電連接點(diǎn)上，所述 電容C28和電容C29的另一端均接地； 所述電子開(kāi)關(guān)U7的常閉端、電容C24的一端與電感Ll的一端電連接，所述外光路激光器 U6的光敏二極管的負(fù)極電連接于所述外光路激光器U6的激光二極管LD的正極，所述電感 Ll的另一端、電容C23的一端電連接于所述外光路激光器U6的光敏二極管PD的負(fù)極與所述 外光路激光器U6的激光二極管LD的正極的電連接點(diǎn)上，所述電容C23、電容C24的另一端均 接地； 所述光電流檢測(cè)端LD_CH0、電容C2 2的一端、電阻R2 3的一端與所述外光路激光器U6的 光敏二極管的正極電連接，所述電容C22的另一端和電阻R23的另一端均接地； 所述內(nèi)光路激光器U 8的光敏二極管P D的正極、電阻R 3 0的一端、電容C 3 2的一端與光電 流檢測(cè)端LD_CH1電連接，所述電容C32的另一端與電阻R30的另一端均接地； 所述外光路激光器U6的激光二極管LD的負(fù)極、內(nèi)光路激光器U8的激光二極管LD的負(fù)極 與電阻R25的一端電連接，所述電阻R25的另一端與所述三極管U9的集電極電連接，所述三 極管U9的發(fā)射極接地，所述三極管U9的基極、電容C27的一端與所述電阻R24的一端電連接， 所述電阻R24的另一端與VCC_3V電源端電連接； 所述電容C27的另一端與電阻R29的一端電連接，所述電阻R29的另一端、電容C31的一 端與電阻R28的一端電連接，所述電阻R28的另一端、電容C30的一端與電阻R27的一端電連 接，所述電容C30、電容C31的另一端均接地;所述電阻R27的另一端與主振信號(hào)端LD_S i gna 1 電連接。
【文檔編號(hào)】G01S7/48GK106019301SQ201610342534
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】王曉初, 盧琛, 陳新, 陳云, 劉強(qiáng), 張勝輝, 高健
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)