距離測量方法和距離測量元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種距離測量方法，包括至少以下步驟：向目標對象發(fā)射至少一個測量信號，其中，產(chǎn)生至少一個起始信號(S)，并且從目標物體反向散射測量信號作為目標信號(Z)。目標信號(Z)和可選擇地起始信號(S)以不同的采樣速率在第一采樣和第二采樣中被采樣，并根據(jù)起始信號(S)和目標信號(Z)之間的相對位置來確定至目標對象的距離。
【專利說明】距離測量方法和距離測量元件
[0001] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的距離測量方法以及根據(jù)權(quán)利要求 13的前序部分的距離測量元件。
[0002] 在電子和電光距離測量領(lǐng)域中，各種不同的原理和方法是已知的。一種 方法是向要測量的目標發(fā)射諸如例如激光的脈沖電磁輻射并接著從作為反向散射 (backscattering)物體的所述目標接收回波，其中，基于脈沖的飛行時間確定至要測量的 目標的距離。這樣的脈沖飛行時間測量元件已經(jīng)獲得接受，同時在很多領(lǐng)域作為標準的解 決方法。
[0003] 各種方法被用于檢測反向散射的脈沖。
[0004] 所謂的閾值方法涉及在入射輻射的強度超過一定的閾值的情況下檢測光脈沖。
[0005] 另一方法基于對反向散射脈沖的采樣。由于對檢測器檢測到的輻射進行采樣，在 采樣區(qū)域中識別信號，并最終確定所述信號的位置的事實，檢測到發(fā)射的信號。通過使用多 個采樣值，即使在不利的環(huán)境中，也可能識別出有利的信號，使得能夠處理甚至相對更大的 距離或者有噪聲或被干擾所包圍的背景。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過對時間窗或相位被移動的許 多相同脈沖進行采樣來實現(xiàn)采樣，其中，目前能夠?qū)崿F(xiàn)足以采樣單個脈沖的足夠高的頻率 的非?？焖俚碾娐?。
[0006] 然而，信號采樣組成的需求和信號重構(gòu)的前提是有問題的，特別是變量或失真信 號的使用。由于技術(shù)上受制于上限的采樣速率，不是所有的信號分量都可以以相同的方式 采樣。如果沒有遵守所謂的尼奎斯特（NyquiSt)采樣定理，那么就會出現(xiàn)所謂的混疊效應(yīng)， 這種混疊效應(yīng)破壞信號重構(gòu)從而降低了測量的準確性?，F(xiàn)有技術(shù)公開了仍然接受輕微違反 尼奎斯特條件或者通過一定程度的濾波使得能夠針對濾波后的信號滿足尼奎斯特條件來 降低較高頻的信號分量的解決方法。
[0007] 在這個方面，W02011/076907公開了一種用于根據(jù)反射信號的直接采樣原理的高 精度距離測量設(shè)備，其中，接收信號通過采樣電路被采樣并接著被量化。在采樣的上游，高 階濾波器被分配給接收信號路徑。所述濾波器通常為6階濾波器或更高階的濾波器，并且 與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的其它設(shè)備的情況不同，所述濾波器沒有被設(shè)計為簡單的1階、2階或最高 3階的抗混疊濾波器。在這種距離測量方法的情況下，波形的完全識別不再是絕對必需的。 因此，在采樣之前，降低信號帶寬，使得與距離相關(guān)的所有頻率均低于采樣頻率的一半，根 據(jù)尼奎斯特定理，可以通過算法的手段完全地重構(gòu)當時為了預(yù)期的測量目的而保持和滿足 該目的的與距離相關(guān)的信號，并且因此還可以確定它的準確位置。即使在信號改變的情況 下，該測量仍然起作用，并且通過這種方法可提高精度。然而，指引重構(gòu)的前提條件是信號 的主要部分必須位于尼奎斯特帶內(nèi)，優(yōu)選地使用第一頻帶。
[0008] 確實，現(xiàn)有技術(shù)的其它方法和設(shè)備大致上遵守尼奎斯特或香農(nóng)（Shannon)條件。 在這種情況下，信號頻譜的帶寬BW或3dB下降點f3dB被限制到低于尼奎斯特極限頻率fg 的頻率。然而，由于所述頻率在高于BW或f3dB的頻率處的下降由于低濾波器階數(shù)而無例 外地過于緩和，所以沒有100%滿足香農(nóng)定理，并且沒有為精確的沒有偏移的距離測量提供 對混疊效應(yīng)的抑制。
[0009] 因而，現(xiàn)有技術(shù)的解決方法使用確保遵守采樣定理的復(fù)雜的濾波器概念，但是這 些解決方法在避免混疊效應(yīng)方面不能達到高精度測量所需要的程度。
[0010] 因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種新穎的距離測量方法和新穎的距離測量元 件，所述方法和元件可以避免或減少這些缺點。
[0011] 另一個目的是提供一種高精度的距離測量元件和距離測量方法，所述元件和方法 在采樣過程之前不需要濾波或降低了濾波的開銷。
[0012] 另一個目的是提供一種距離測量元件，即使在非線性失真脈沖的情況下，如在信 號飽和的情況下，該元件也能夠進行準確的測量。
[0013] 另一個目的是提供一種距離測量元件，該元件使得甚至使用較高頻率的信號分量 成為可能，特別是不受到香農(nóng)定理的限制。
[0014] 另一個目的是提供一種高精度的距離測量元件，該元件使得即使使用簡單的結(jié) 構(gòu)，特別是使用低速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，也能夠進行高精度的測量。
[0015] 特別是，所述目的是利用信號采樣進一步發(fā)展根據(jù)飛行時間測量方法的距離測量 元件，使得能夠確保毫米范圍或亞毫米范圍內(nèi)的絕對精度。這里旨在理想地實現(xiàn)根據(jù)相位 測量原理的距離測量元件的精度等級。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，借助于權(quán)利要求1或權(quán)利要求13的特征來實現(xiàn)這些目標，并且借助 于從屬權(quán)利要求的特征來發(fā)展解決方法。
[0017] 本發(fā)明涉及一種距離測量元件，該距離測量元件向要被測量距離的目標對象發(fā)射 測量信號，并且在與所述目標對象的交互之后再次接收反射的信號分量作為目標信號并對 其評估。在可見或不可見頻譜范圍內(nèi)的光通常被用于這個目的，所述光例如由激光二極管、 固態(tài)激光器（如Q開關(guān)微芯片激光器）或LED產(chǎn)生。然而本質(zhì)上，根據(jù)本發(fā)明的方法也可 以用于其它類型的測量信號，如超聲波測量元件。在一般類型的激光距離測量元件的情況 下，通常根據(jù)飛行時間測量原理（即，根據(jù)起始信號和目標信號的接收之間的時間差）來確 定距離，至少所述目標信號被采樣以數(shù)字化。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的解決方案基于這樣一種借助于模數(shù)轉(zhuǎn)換器來采樣目標信號的方法， 與現(xiàn)有技術(shù)相反，使用了不同的采樣速率或頻率。作為目標信號的具有不同采樣速率的至 少兩個采樣過程的結(jié)果，采樣點的相對位置與信號相關(guān)地移動。因此，對采樣速率進行調(diào)諧 允許以多個采樣點越過信號形狀（Signal profile)，使得在不同的采樣過程中，在各個情況 下在不同的位置采樣所述信號形狀。關(guān)于信號形狀的信息可以通過這些采樣過程和調(diào)諧采 樣速率時采樣過程的行為的整體來獲得。特別是，這允許確定最優(yōu)的采樣速率，最優(yōu)的采樣 速率允許對各個距離或分配的距離范圍進行高精度測量。在這個過程中，采樣速率可以按 照如下方式自適應(yīng)，即，對相對于采樣模式具有相同的相對位置的信號進行采樣，其中，例 如，信號波形的峰值點可以作為與位置相關(guān)的參考變量。參照脈沖形狀的特性特征（在這 此情況下，峰值點），執(zhí)行目標信號和起始信號的信號形狀中的相同位置的采樣。模數(shù)轉(zhuǎn)換 器的采樣速率以及由此通過采樣速率定義的采樣模式的采樣點因此適于距離范圍，其中， 可以消除作為混疊的結(jié)果而產(chǎn)生的效應(yīng)，或在算法中考慮所述效應(yīng)。
[0019] 在這個過程中，使用不同的采樣速率的重復(fù)采樣（在任何情況下都至少執(zhí)行兩 次）的探測預(yù)先發(fā)射并再次從目標反向散射的目標信號和具有相同信號形狀的至少一個 副本或新產(chǎn)生的信號。例如，在距離不變或具有已知距離差的情況下通過發(fā)射的信號可以 采樣、接收兩個要采樣的信號并以不同速率進行采樣，使得存在通過不同的測量過程對到 相同目標的目標信號的順序采樣。因此，這對應(yīng)于測量過程的外面部分（external part) 的重新執(zhí)行。另選地或附加地，接收器也可以具有多通道的設(shè)計，例如，借助于分束器，其 中，多個通道中的每一個都被以不同的速率采樣。這對應(yīng)于測量過程內(nèi)部部分（internal part)的并行化，其中，使得信號的副本對于每個通道都可用。如果這種多通道屬性與信號 的多路發(fā)射相結(jié)合，即，如果同時實現(xiàn)第二采樣的兩種方法，則總是可以在每種情況下使用 專用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器在兩個通道中以不同的速率并行地對信號進行采樣，其中，針對每個發(fā) 射的信號，在每個情況下改變通道的采樣速率。
[0020] 在采樣過程后，借助于飛行時間方法來確定距離，即，基于信號之間的時間測量 (已被分配距離）。通常，在這種情況下可以發(fā)射單個的脈沖，但是根據(jù)本發(fā)明，還可以使用 更復(fù)雜的信號結(jié)構(gòu)或信號圖形。
[0021] 采樣速率或采樣頻率的移動可以被各種方法使用。
[0022] 第一種方法使用起始信號，該起始信號對應(yīng)于目標信號并且例如通過使用內(nèi)部參 考路徑在測量信號的發(fā)射之前或在發(fā)射時產(chǎn)生，借助于該內(nèi)部參考路徑，部分測量信號在 設(shè)備內(nèi)部傳送給接收器。按照與目標信號相同的方式，所述起始信號也被接收器或模數(shù)轉(zhuǎn) 換器采樣。通過改變采樣速率，可以使得已被分配給相應(yīng)速率的采樣模式，移動，使得按照 相同的方式（即，在信號形狀的相同點）對起始信號和目標信號進行采樣。因此，只要按照 起始信號與目標信號之間的間隔對應(yīng)于采樣間隔（即，采樣點之間的間隔）的整倍數(shù)的方 式選擇采樣速率，就不需要脈沖的完整重構(gòu)。接著，在相同的地點并從而以直接比較的方式 對這兩個信號進行采樣。因此，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率適于使得這兩個信號在采樣模式中 位于相同的位置，即，具有相對于采樣點具有相同的相對位置。在這兩個信號（即目標信號 和起始信號）的采樣過程中，作為混疊的結(jié)果而出現(xiàn)的錯誤被復(fù)制，并且因而如果在幅值 匹配之后合適的話，通過這兩個信號的比較，該錯誤可被減去或消除。
[0023] 這個方法也可以僅使用兩個采樣速率來執(zhí)行，例如如果采用第一采樣過程作為確 定粗略距離的預(yù)先測量。接著，在粗略距離的基礎(chǔ)上，可以選擇（例如從表中）對于這個距 離而言理想的采樣速率。
[0024] -種不同的方法以孤立的方式考慮目標信號，其中確定了混疊效應(yīng)。為了這個目 的，通過改變采樣速率，采樣模式關(guān)于信號形狀移動，使得信號形狀被穿越（pass over)或 者至少部分地被采樣。根據(jù)測量（即，所建立的信號形狀或所建立的距離相對于采樣速率 的改變的變化），能夠確定混疊效應(yīng)并消除混疊效應(yīng)。在這種方法的情況下，如果對于不同 的采樣速率存在鎖相或至少一個定義的相角以使得在僅對目標脈沖進行采樣時在采樣過 程之間沒有不確定的相移，則是有利的。另選地或附加地，所使用的起始信號也可以是電子 方式產(chǎn)生的起始信號，例如，所述起始信號不需要是目標信號的副本。
[0025] 實質(zhì)上，不同的采樣速率所實現(xiàn)的是相對于簡單采樣的、針對信號的二次采樣或 更精細的采樣。
[0026] 如果僅使用目標信號（如在例如電子方式產(chǎn)生的起始信號的情況下是可能的）， 那么信號位置的優(yōu)化在于將所述信號放入關(guān)于采樣模式的最優(yōu)位置（用于評估）。例如，目 標信號可以被放入米樣模式中，使得在分配給時間間隔的一個米樣點或一組米樣點的目標 信號的一階導(dǎo)數(shù)盡可能地大，這對應(yīng)于每個距離變化的信號改變的最大值。
[0027] 實質(zhì)上，根據(jù)本發(fā)明的方法也能結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的方法。在這個方面，具體地，例如 還可以使用W02011/076907中的濾波器方法。
[0028] 下面基于在附圖中示意性例示的示例性實施方式以純粹示例的方式更加詳細地 描述根據(jù)本發(fā)明的距離測量方法和根據(jù)本發(fā)明的距離測量元件。
[0029] 在圖中，具體地：
[0030] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的距離測量元件的一個示例性實施方式的框圖；
[0031] 圖2至圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的根據(jù)飛行時間測量原理的距離測量元件的基本圖 示；
[0032] 圖4至圖5示出根據(jù)本發(fā)明的距離測量方法的基本圖示；
[0033] 圖6a至圖6b示出一階和二階濾波器的不同頻譜；
[0034] 圖7a至圖7b示出作為采樣速率的函數(shù)的一階和二階濾波器的不同頻譜；
[0035] 圖8a至圖8c示出一階濾波器的模擬時間信號和從模擬時間信號內(nèi)插的數(shù)字信號 之間的差以及信號與采樣模式之間的不同相對位置；
[0036] 圖9a至圖9c示出對二階濾波器的模擬時間信號和從模擬時間信號內(nèi)插的數(shù)字信 號之間的差以及信號與采樣模式之間的不同相對位置；
[0037] 圖IOa至圖IOb示出在不同階數(shù)濾波器的信號采樣中的距離誤差的出現(xiàn)以及信號 與采樣模式之間的相對位置；
[0038] 圖Ila至圖Ilb示出與根據(jù)本發(fā)明的距離測量方法相比較，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的距離 測量方法的總誤差的說明；
[0039] 圖12示出停止信號的根據(jù)本發(fā)明的線性內(nèi)插的基本圖示；以及
[0040] 圖13顯示根據(jù)本發(fā)明的查找表創(chuàng)建的基本圖示。
[0041] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的距離測量元件的一個示例性實施方式的框圖。該距離測 量元件包括用于向目標物體2發(fā)射至少一個測量信號MS (特別是光信號）的測量信號源1， 其中，產(chǎn)生至少一個起始信號。具體地，激光二極管、固態(tài)激光器或LED適合作為測量信號 源1。起始信號可以作為電子方式產(chǎn)生的信號而被提供，或者如在示例性實施方式中那樣 可以通過測量信號MS的分束或轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生。為了這個目的，測量信號MS穿過例如分束器 4并且隨后被發(fā)射到目標物體2。測量信號MS的其它部分通過設(shè)備內(nèi)部參考路徑被傳送到 另外的分束器5,并且在分束器5被耦接回到接收光束路徑中。因而，這些配置定義了設(shè)備 外部的測量部分和設(shè)備內(nèi)部的參考部分，其中起始信號通過I禹合輸出（coupling-out)和 設(shè)備內(nèi)部光束導(dǎo)向（beam guiding)被提供。除了借助于分束器4的f禹合輸出以外，例如， 借助于在每種情況下僅釋放設(shè)備外部測量部分和設(shè)備內(nèi)部參考部分中的一個部分并且在 設(shè)備外部測量部分和設(shè)備內(nèi)部參考部分之間來回切換的轉(zhuǎn)換元件，可以實現(xiàn)連續(xù)地穿過設(shè) 備外部測量部分和設(shè)備內(nèi)部參考部分。
[0042] 從目標物體2反射的測量信號MS被傳送到接收器3以進行檢測并且在接收器3 處被檢測為目標信號，并在放大器級6的下流被包括用于確定起始信號和目標信號的相對 位置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器8的下流采樣電路采樣。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器8進行采樣前，可以由低通濾波 器7進行濾波。在控制和評估元件9中，根據(jù)的起始信號和目標信號的相對位置來確定至 目標對象的距離。
[0043] 為了這個目的，以這樣的方式設(shè)計采樣電路，即，至少按照兩種不同的采樣速率對 目標信號采樣。在這種情況下，模數(shù)轉(zhuǎn)換器8經(jīng)由頻率產(chǎn)生器10被控制和評估元件9控制， 頻率產(chǎn)生器10特別是合成器，優(yōu)選地是直接數(shù)字合成器或分數(shù)N型（fractional-N)合成 器，其中參考時鐘11用于頻率合成?？刂坪驮u估元件9另外經(jīng)由放大器級12控制測量信 號源1，其中，測量信號源1的頻率也可以通過另外的頻率產(chǎn)生器（在此未示出）被相應(yīng)地 調(diào)整，使得接收器和源的頻率都可以被相應(yīng)地調(diào)整。
[0044] 在這個示例性的實施方式中，使用不同的采樣速率對分別經(jīng)由設(shè)備外部測量部分 和設(shè)備內(nèi)部參考部分傳送的至少兩個測量信號進行連續(xù)采樣。在這種情況下，在每個采樣 過程中，在一個過程中使用一個采樣速率對起始和目標信號進行聯(lián)合分析。
[0045] 然而，另選地或附加地，也可以按照如下方式設(shè)計和布置接收器和采樣電路，即， 從目標物體2反向散射回來的測量信號MS在接收時被分束并且在兩個通道中按照不同的 采樣速率并行地被采樣，在每種情況下都使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器8。
[0046] 在兩種可選擇的方案中，至少完成目標信號的第二采樣，其中，從目標物體反射回 的測量信號的副本或新的傳輸和接收過程的結(jié)果在第二采樣中作為目標信號被采樣，并且 第一采樣和第二采樣具有不同的采樣速率。
[0047] 圖2至圖3說明了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于脈沖飛行時間距離測量元件的飛行時間測 量原理。在該距離測量元件中，布置有測量信號源1和接收器5。測量信號源1發(fā)射光脈 沖，當在例如回射器13的目標處反射或向反向散射之后，所述光脈沖作為反向散射光脈沖 被接收器5再次檢測到。代替光脈沖，也可以使用例如由一系列脈沖或矩形信號組成的圖 形作為測量信號。發(fā)射后，測量信號的用于生成起始信號S的部分經(jīng)由設(shè)備內(nèi)部參考部分 傳送，使得所述信號在時間上比從目標物體反射的目標信號Z接收得早。在圖3中例示了 這種情況，其中，描繪了相對于時間t的信號脈沖s(t)，并且脈沖被顯示為信號波形。起始 信號S和目標信號Z被模數(shù)轉(zhuǎn)換器以一個采樣速率一起采樣，其中這兩個信號都位于由采 樣間隔14組成的采樣模式中，所述采樣模式由采樣速率限定，并且被數(shù)量N個采樣間隔分 隔開。在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，起始信號S和目標信號Z接著在采樣點被檢測，這些信號被重 構(gòu)并且它們的時間間隔被確定，為了這個目的，諸如例如自相關(guān)的各種基本的方法是可用 的。根據(jù)時間間隔（即，經(jīng)由設(shè)備外部測量部分的信號飛行時間，按照已知的方式確定至目 標的相關(guān)距尚。
[0048] 圖4至圖5說了根據(jù)本發(fā)明的距離測量原理。圖4和圖5示出了起始信號S和目 標信號Z的與圖3相對應(yīng)的放大的選段，其中，在這個示例中，目標信號Z被示為起始信號 S的哀減的副本。但是，實際上，目標彳目號也可以出現(xiàn)失真。圖4揭不起始/[目號S和目標/[目 號Z相對于由采樣間隔14定義的采樣模式具有不同的相對位置，其中，采樣間隔14構(gòu)成了 時間周期以及兩個采樣點之間的間隔。從這個方面，對于起始信號S而言，峰值點與采樣點 重合，而目標信號的峰值點位于采樣間隔中并因此在兩個采樣點之間。因此，這兩個信號在 它們的信號形狀的不同點處被采樣，并且在二次采樣內(nèi)插的過程中會出現(xiàn)混疊效應(yīng)，所述 混疊效應(yīng)導(dǎo)致在距離測量中的誤差。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明，相同的信號形狀（即，起始信號S和目標信號Z的副本）被再次或并 行采樣，其中，使用不同的采樣速率，使得采樣發(fā)生在信號形狀的其它位置處。在對起始信 號S和目標信號Z -起采樣的例子中，這些采樣位置沿著信號形狀移動。如果在圖5中所 示的采樣間隔14'的縮短具有以相同的相角（即互相不會有相位移動）對起始信號S和目 標信號Z進行采樣的效果，則發(fā)生根據(jù)本發(fā)明需要的情況。在這種情況下，按照相同的方式 對這兩個信號的邊和峰值點進行采樣，使得這兩個信號相對于采樣模式相同地定位。根據(jù) 本發(fā)明，可以對發(fā)射和接收以及采樣過程進行多重地重復(fù)，并且可以在確定采樣值的時間 間隔之前累積起始信號S和/或目標信號Z的采樣值。
[0050] 這里，通過移動或有目標地選擇可以確定理想的采樣速率或采樣頻率。因此，第二 采樣的采樣速率可以在第一采樣的基礎(chǔ)上選擇，特別是在基于第一采樣的至目標對象的粗 略距離的基礎(chǔ)上來確定。一種不同的選擇包括改變采樣速率，其中，所確定的距離的變化被 分析并用作最優(yōu)標準。同樣，可以對針對多個采樣速率確定的距離值求平均值。
[0051] 具體地，第二采樣的采樣速率可以在已知至目標對象的粗略距離的基礎(chǔ)上選擇， 其中，這個粗略距離也可通過不同方法來確定，諸如根據(jù)閾值方法的脈沖飛行時間測量、三 角測量或任何其它合適的方法。在帶有在很大程度上未被建立的一系列多個測量和對象的 測量任務(wù)的情況下，例如也可以使用先前的至鄰近點的測量值作為粗略的距離。在這種情 況下，可以通過從其中已分配給粗略的距離合適的采樣速率的表中得到采樣速率而選擇采 樣速率。這樣的表可以特別在先前的距離測量過程的基礎(chǔ)上被創(chuàng)建。
[0052] 第二采樣的采樣速率也可以根據(jù)下面的關(guān)系來選擇：
[0053]
【權(quán)利要求】
1. 一種距離測量方法，特別是根據(jù)飛行時間測量方法的距離測量方法，該方法至少包 括： ?向目標對象（2、13)發(fā)射特別是光信號的至少一個測量信號（M巧，其中，產(chǎn)生至少一 個起始信號（S); ?接收從所述目標對象（2、13)反向散射回的所述測量信號（M巧作為目標信號狂）； ?對接收到的所述目標信號狂）進行第一采樣，并確定所述起始信號（巧和所述目標 信號狂）的相對位置； ?根據(jù)產(chǎn)生的所述起始信號（巧和所述目標信號狂）的相對位置來得到至所述目標對 象（2、13)的距離； 其特征在于： 對接收到的所述目標信號狂）進行至少第二采樣，其中，所述第一采樣和所述第二采 樣具有不同的采樣速率，采樣模式被分配給相應(yīng)的采樣速率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的距離測量方法， 在所述第一采樣的結(jié)果的基礎(chǔ)上選擇所述第二采樣的所述采樣速率，特別是在基于所 述第一采樣的至所述目標對象（2、13)的距離的基礎(chǔ)上來確定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的距離測量方法，其特征在于： 在識別了至所述目標對象（2、13)的粗略距離的基礎(chǔ)上選擇所述第二采樣的所述采樣 速率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的距離測量方法，其特征在于： 從表中得到所述采樣速率，在所述表中，適合的采樣速率被分配給粗略距離，特別是其 中，在之前的距離測量過程的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)粗略距離到采樣速率的所述分配。
5. 根據(jù)在前述權(quán)利要求中任一項所述的距離測量方法，其特征在于： 針對所述目標信號狂)，特別是通過對所述目標信號狂）的位置移動的線性內(nèi)插，來確 定合成的距離誤差。
6. 根據(jù)在前述權(quán)利要求中任一項所述的距離測量方法，其特征在于： 通過對從所述目標對象（2、13)反向散射的所述測量信號（M巧進行分束，針對至少所 述第二采樣產(chǎn)生所述測量信號（M巧的副本。
7. 根據(jù)在前述權(quán)利要求中任一項所述的距離測量方法，其特征在于： 針對所述測量信號（M巧的至少所述第二采樣，在距離不變或具有已知距離差別的情 況下，存在所述測量信號的重復(fù)發(fā)射和接收。
8. 根據(jù)在前述權(quán)利要求中任一項所述的距離測量方法，其特征在于： 在所述第一采樣和/或所述第二采樣中，將所述起始信號（巧和所述目標信號狂）一 起采樣，特別是其中，優(yōu)選地通過對所述測量信號（M巧進行分束W在所述發(fā)射之前產(chǎn)生所 述起始信號（巧作為所述測量信號（M巧的副本。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的距離測量方法，其特征在于： 改變所述第二采樣的所述采樣速率，直到所述起始信號（巧和所述目標信號狂）的相 應(yīng)位置相對于分配給相應(yīng)的采樣速率的采樣模式相同，使得所述起始信號和所述目標信號 在相應(yīng)的信號形狀的相同位置被采樣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的距離測量方法，其特征在于： 根據(jù)下面關(guān)系中的一個來選擇所述第二采樣的所述采樣速率： fn..=fnlN\ + x)lNmn.^=f"[N\lNmn.^=fn\N^IN , 其中， fw表示要選擇的所述第二采樣的采樣速率， f。表示所述第一采樣的采樣速率， N表示所述起始信號與所述目標信號之間的采樣間隔的數(shù)量， X表示整數(shù)， JV」表示向下取整函數(shù)，并且 表示所述起始信號與所述目標信號之間的采樣間隔的數(shù)量的向上取整函數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的距離測量方法，其特征在于： 改變所述第二采樣的所述采樣速率，直到所述目標信號狂）的采樣點處的一階導(dǎo)數(shù)最 大。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的距離測量方法，其特征在于： 所述起始信號W電子方式產(chǎn)生。
13. -種距離測量元件，該距離測量元件至少包括： ?測量信號源（1)，其用于向目標對象（2、13)發(fā)射特別是光信號的至少一個測量信號 (M巧，其中，特別是通過對所述測量信號（M巧進行分束來產(chǎn)生至少一個起始信號（S)，其 中，所述測量信號（M巧的部分經(jīng)由內(nèi)部參考路徑傳送； ?接收器（3)，其用于檢測從所述目標對象（2、13)反向散射的所述測量信號（M巧作為 目標信號狂）； ?采樣電路，其用于對所述目標信號狂）進行采樣來確定所述起始信號（巧與所述目 標信號狂）之間的相對位置； ?控制和評估組件巧），其用于根據(jù)所述起始信號（巧與所述目標信號狂）的相對位置 來獲得至所述目標對象（2、13)的距離； 其特征在于： 所述采樣電路按照使用至少兩個不同的采樣速率對所述目標信號狂）進行采樣的方 式設(shè)計，所述至少兩個不同的采樣速率分別被分配有采樣模式。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的距離測量元件，其特征在于： 所述采樣電路具有頻率產(chǎn)生器（10)，特別是合成器，優(yōu)選為直接數(shù)字合成器或分數(shù)N 型合成器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的距離測量元件，其特征在于： 所述接收器（3)和所述采樣電路按照在兩個通道中使用不同的采樣速率并行地對從 所述目標對象（2、13)反向散射的所述測量信號（M巧進行分束和采樣的方式設(shè)計和配置。
【文檔編號】H03M1/12GK104428687SQ201380030508
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】雷托·施圖茨 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司