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专利号: 2020115810007
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法,其特征在于:步骤1:获取回波信号;

设定三个阈值门限V1,V2,V3,其中,V1<V2<V3;

步骤2、用动态调整的三个阈值门限测量回波信号,并计算两个误差;

用三个阈值门限V1,V2,V3测量回波信号x(t);若三个阈值门限V1,V2,V3无法全部在回波信号中采集到脉冲时,则将三个阈值门限V1、V2和V3同步下调,使得三个阈值门限V1,V2,V3均能够在回波信号中采集到脉冲;三个阈值门限V1,V2,V3在回波信号中对应时刻分别表示为ts1,ts2和ts3;

步骤3:计算第一阈值时间差Δt12=ts2‑ts1和第二阈值时间差Δt23=ts3‑ts2;建立误差et的表达式如式(3)所示:

其中,ks为回波强度,τs为时间常数;

步骤4:利用第一阈值时间差Δt12和第二阈值时间差Δt23分别计算第一误差估计值et1和第二误差估计值et2;再依据第一阈值时间差Δt12和第一误差估计值et1,计算第二阈值时间差Δt23对应的时间差计算值Δt′23;依据第二阈值时间差Δt23和第二误差估计值et2,计算第一阈值时间差Δt12对应的时间差计算值Δt′12;

步骤5:根据时间差计算值Δt′12和Δt′23,计算修正点偏离度d1=|Δt′23‑Δt23|,d2=|Δt′12‑Δt12|;

步骤6:设定最大的偏离度dmax;当d1≤dmax且d2≤dmax时,第一误差估计值et1或第二误差估计值et2作为最终的误差修正值;当d1>dmax或d2>dmax时,则进入步骤7中修正三个阈值门限V1、V2和V3;

步骤7:将三个阈值门限V1、V2和V3上调,并用新的阈值门限V1,V2,V3按照步骤2‑6中的方法重新计算修正点偏离度d1、d2;依此循环往复,直到计算出的d1、d2满足d1≤dmax且d2≤dmax;

步骤8:用最终的误差修正值对回波信号进行修正,获取最终的激光测量距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法,其特征在于:步骤4的具体过程如下:

根据第一阈值时间差Δt12计算第一误差估计值et1如式(4)所示:根据第二阈值时间差Δt23计算第二误差估计值et2如式(5)所示:建立含有时间差计算值Δt′23的方程式 求解该方程,得到时间差计算值Δt′23;建立含有时间差计算值Δt′12的方程式 求解该方程,得到时间差计算值Δt′12。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法,其特征在于:步骤1中,回波信号经过自相关电路进行抑制噪声。

4.根据权利要求1所述的一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法,其特征在于:步骤一中设定的三个阈值门限V1,V2,V3分别取0~回波脉冲理论最高值的三个四等分点。

5.根据权利要求1所述的一种基于动态多阈值误差修正的激光测距方法,其特征在于:步骤2中,ts1,ts2,ts3的表达式如式(2)所示;

式(2)中,tps为标准飞行时间。