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現(xiàn)今，實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)距離、高精度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量已經(jīng)成為未來(lái)測(cè)量的重要發(fā)展趨勢(shì)。激光測(cè)距儀正是利用激光對(duì)目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定的儀器。

在工作時(shí)，激光測(cè)距儀向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)的距離。

激光測(cè)距儀產(chǎn)品線涵蓋各類(lèi)應(yīng)用市場(chǎng)，核心技術(shù)原理涉及到激光器、接收光電二極管、光路及算法的選擇搭配。根據(jù)激光器和光電二極管的組合，技術(shù)路線分為固體激光器+APD方式，固體激光器+SPAD,半導(dǎo)體激光器+SPAD，半導(dǎo)體激光器+APD方式四種，軟件算法采用脈沖式激光測(cè)距為主。

飛芯電子針對(duì)目前市面上的激光測(cè)距儀產(chǎn)品進(jìn)行深入研究分析，通過(guò)對(duì)技術(shù)路線的深入分析，結(jié)合自身在電學(xué)、光學(xué)和算法方面的優(yōu)勢(shì)，從用戶痛點(diǎn)出發(fā)，提出了基于調(diào)頻連續(xù)波激光測(cè)距理論，通過(guò)仿真分析及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，解決了激光測(cè)距過(guò)程中瞬時(shí)功耗大，隱蔽性差的問(wèn)題。

調(diào)頻連續(xù)波激光測(cè)距是一種新型的激光測(cè)距方法，可以進(jìn)行無(wú)合作目標(biāo)的非接觸測(cè)量，其測(cè)距范圍大、精度高、分辨率高，相比其他激光測(cè)距方法具有顯著的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合目前市場(chǎng)對(duì)于測(cè)試場(chǎng)景的要求，在高精度測(cè)量中擁有著廣闊的應(yīng)用前景。

飛芯電子ABAX-CJ-01針對(duì)傳統(tǒng)方案隱蔽性差的情況，采用1550nm人眼安全波段半導(dǎo)體激光器作為光源，蓋革模式雪崩光電二極管作為接收器，F(xiàn)MCW算法作為測(cè)距基本原理，取代目前市面上的高頻窄脈沖，大功率模式的測(cè)距儀，可實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的測(cè)距范圍和更高的測(cè)距精度，如圖2所示。該產(chǎn)品信號(hào)光能量遠(yuǎn)低于背景光，不易被反紅外偵測(cè)系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)，屬于飛芯電子全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品，目前已申請(qǐng)國(guó)家相關(guān)專(zhuān)利【專(zhuān)利號(hào)：2023101058530】。

該產(chǎn)品具有如下特點(diǎn)：

基于FMCW原理，極低信號(hào)發(fā)射功率，隱蔽性好；

性?xún)r(jià)比高，在相同性能下，每公里價(jià)格最優(yōu)；

測(cè)距距離遠(yuǎn)、精度高、功耗低、使用壽命長(zhǎng)；

人眼安全性高，抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)；

具有靈活的工作模式，操作方便簡(jiǎn)單；

符合人體工學(xué)設(shè)計(jì)，小巧輕量，便于攜帶。

ABAX-CJ-01激光測(cè)距儀系統(tǒng)采用全國(guó)產(chǎn)化元器件，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，通過(guò)LD發(fā)射電路，打出激光束，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡后，從被測(cè)目標(biāo)上返回，經(jīng)過(guò)聚焦透鏡后，被SPAD接收電路接收。FPGA處理模塊對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如圖3所示。

在算法方面，以調(diào)頻連續(xù)波為核心的探測(cè)機(jī)理，F(xiàn)PGA產(chǎn)生離散性調(diào)頻信號(hào)。利用此離散型調(diào)頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器LD發(fā)光，調(diào)制光經(jīng)目標(biāo)反射回來(lái)后被SPAD接收，SPAD接收后得到的觸發(fā)信號(hào)與驅(qū)動(dòng)LD發(fā)射信號(hào)的本振信號(hào)進(jìn)行混頻，得到差頻信號(hào)，利用FFT即可求得差頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)距距離。如圖4所示。

結(jié)合測(cè)距儀在應(yīng)用場(chǎng)景中背景光干擾問(wèn)題，算法方面經(jīng)過(guò)飛芯電子前沿團(tuán)隊(duì)多次論證分析，進(jìn)行創(chuàng)新，通過(guò)中頻采樣求和可以濾除高頻成分，通過(guò)歸一化處理，可以消除信號(hào)中的直流成分，通過(guò)快速傅里葉變換可以得到我們需要的目標(biāo)低頻成分的頻率。

經(jīng)過(guò)理論分析、仿真及產(chǎn)品迭代，目前飛芯電子激光測(cè)距儀產(chǎn)品參數(shù)如下表所示，目前產(chǎn)品在進(jìn)一步迭代優(yōu)化中，歡迎各企業(yè)及工程師進(jìn)行咨詢(xún)溝通。