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本帖最后由 tangwubing 于 2025-2-12 14:47 編輯
目前某一個寶大多數激光測距儀測量使用相位而不是脈沖（飛行時間，TOF）方法來測量距離
最簡單的方案是使用兩個頻率，在低頻下大約確定到物體的距離（但最大距離仍然有限），
在高頻率下用所需的精度確定距離 - 與測量相移的精度相同，當使用高頻時，距離測量精
度會明顯更高。由于有相對簡單的方法可以高精度地測量相移，因此這種測距儀的距離測量精度可以達到
0.5 mm。 這是需要高測量精度的測距儀中使用的相位原理。
然而，該方法也有缺點 - 連續工作的激光器的輻射功率明顯低于脈沖激光器的輻射功率，
這不允許使用相位測距儀來測量大距離。 此外，以所需的精度測量相位可能需要一定的時
間，這限制了設備的性能。為了提高精度，有必要增加激光輻射的調制頻率。 然而，測量兩個高頻
信號的相位差是相當困難的。 因此，在相位測距儀中，經常使用外差信號轉換。 這種測距
儀的框圖如下所示。 我正在考慮的激光測相方法。
1、硬件說明激光測距儀主控板依功能可區分為主控MCU電路、電源控制電路、加速度傳感器電路、APD高壓偏置電路、振蕩信號耦合電路、激光調制發射電路；主控MCU電路包含上述所說的HT32F52352與周邊基本電路；電源控制電路包含USB供電、電池充電管理、芯片電源穩壓等，電源相關控制；通過加速度傳感器電路可得到產品目前的姿態，計算出角度可以再進行更多不同模式的計算，例如一次勾股、二次勾股、垂直測量、水平測量等等；APD高壓偏置電路負責提供激光接收所需的電壓，通過控制電壓可調整激光回波接收的靈敏度；振蕩信號耦合電路為激光發射時，疊加上一高頻信號，并在激光接收回波時，使用一頻率與回波信號進行耦合，通過差頻測相取得回波信號相位；激光調制電路為調整激光發射時的功率控制。本激光測距儀采用相位測量法，因此使用兩顆激光發射頭(內、外光路)，并由同一接收頭接收激光的回波信號，通過內、外兩路不同的激光信號相位差可推算出測距儀與物體之間的距離，當測距儀與物體之間距離較短時，內、外光路的相位差值較小，反之若物體較遠時，內、外光路的相位差值會增加。相位計算需使用到快速傅里葉變換(FFT)，并使用多個不同頻率對同一距離的待測物進行測量，才可取得準確的距離。
2、激光回波信號采集
激光測距儀回波信號頻率為10kHz的正弦信號，使用HT32F52352內建的ADC搭配PDMA功能，可快速且精準的捕捉激光的回波信號。
本算法利用4個不同頻率的光調制信號實現測距，每一個測尺的回波信號分別再對應內光路和外光路兩段信號，通過計算外光路和內光路信號之間的相位差，即可獲得該段測尺測量的距離值。
要實現一個測尺的距離測量，需要高精度地捕捉內外光路信號的相位差，本算法通過ADC搭配PDMA準確地控制ADC捕捉的時間與間隔，并通過FFT計算，得出每段回波信號的相位值。
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相位式激光測距模塊拆解.pdf
2025-2-12 14:42 上傳
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相位式激光測距模塊拆
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