1.本发明涉及激光测距领域，尤其是涉及一种高精度远距离双向测距装置。
背景技术：2.现有的激光测距装置测量两待测物体之间的距离时，主要通过将激光测距装置抵靠至其中一端，向另一待测段发射激光并接收该待测段反射的激光，经过计算激光的发射至接收进行的波长相位差，计算出两待测段之间的距离。但是，上述方法必须保证两个待测端相互平行，且产生的激光与待测端需要垂直，因此容易产生测量误差，且无法第一时间直接测量距离，在使用过程中仍有不便之处。
3.例如，一种在中国专利文献上公开的“双向激光测距仪”，其公开号为cn207037089u，包括无法测量斜向非平行两端待测端，无法适应多变测距环境的问题。
技术实现要素：4.本发明是为了克服现有技术中，单向激光测距仪测距精度不足、无法测量斜向非平行两带侧端，传统双向激光测距仪无发适应多变测距环境的问题，提供了一种高精度远距离双向测距装置，通过陀螺仪窗前安琪和mems光学传感器的垂直测量轴，实现垂直方向和水平方向上0-360
°
范围测距角度修正，保证激光发射角度保持与水平面平行或垂直，以适应多变的测距环境且能够测量非平行两端待测端之间的实际距离。
5.为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：一种高精度远距离双向测距装置，包括装置外壳、激光发射模块、激光探测模块、陀螺仪模块、计时器、集成充放电电路和功能控制模块，激光发射模块独立设置，用于发射激光光束，激光探测模块用于探测或接收反射回的激光光束形成电信号，计时器与激光发射模块和激光探测模块连接，陀螺仪模块与计时器连接，集成充放电电路与激光发射模块、激光探测模块、计时器和功能控制模块连接，上述模块均安装在装置外壳内。
6.作为优选，激光发射模块包括第一激光发射器、第二激光发射器和第一mems微振镜和第二mems微振镜，第一激光发射器和第二激光发射器对发射的激光束进行调制，将多个单色激光光束合成一束激光，激光发射器发射的激光经过mems微振镜反射后向外射出；激光光源使用红外激光，整合mems微振镜扫描和激光测距技术，激光探测模块接受由扫描激光从被扫描面每一点上反射回来的信号，并计算出红外激光的飞行时间或对应波长的激光相位差，就可以采集到反射激光的行进轨迹和行进距离，得到单向测距数据。
7.作为优选，激光探测模块包括光阑、干涉滤光片、激光探测器、放大滤波模块和信号接收模块，激光发射器发射的激光遇到被测距单位发生反射后，反射的激光光束依次经过光阑与干涉滤光片后射入激光探测器，激光探测器将处理后的光信号转化为电信号，电信号通过放大滤波模块和信号接收模块后输出给计时器；通过激光探测模块内部数模混合设计技术进行光电信号转换，采用高精度的带通滤波电路和数字滤波算法，能够提取弱反光待测距目标反射的微弱激光，提取微弱激光信号，提高测距结果的精度。
8.作为优选，陀螺仪模块包括陀螺仪传感器和mems光学传感器，陀螺仪传感器通过测量激光的射出角度以记录测距装置的当前测距倾角，mems光学传感器与陀螺仪连接，mems光学传感器的测量轴形成的测量平面竖直布置以实现水平面的0-360
°
范围测距装置水平旋转角度测量，进而实现电子水泡功能。
9.通过上述激光探测模块和陀螺仪模块的平衡调整，控制激光测距装置的激光射出角度，保持测距过程中激光的射出角度与水平面平行或垂直，陀螺仪模块实现电子水泡功能，为激光射出角度进行定位，提高激光测距过程的精度和距离。
10.作为优选，集成充放电电路包括输出接口、充放电单元、显示模块和蓄电池，显示模块与功能控制模块连接，充放电单元接收功能控制模块发送的控制指令切换蓄电池的充放电模式，对蓄电池进行充放电模式切换，显示模块显示当前集成充放电电路的充放电情况和当前电量，当前电量小于20%时，显示模块向充放电单元发送独立的控制信号进行充电功能切换。
11.集成电路通过功能控制模块手动或自动切换充放电状态，采用锂电池供电方式，使得设备达到更长的测量时间，在电池电压较低时缓慢降低电能供给，延长装置测量工作时间，提高用户体验。
12.作为优选，功能控制模块还连接有按键模块，按键模块包括电源功能切换按键、测量选择键和测量单位选择键，所有按键与集成充放电电路连接。
13.按键控制功能选择方向，在保证双向测距的同时也能使用单向测距功能。
14.作为优选，第一激光发射模块的发射端与第一激光发射模块的接收端整合为一体，第二激光发射模块的发射端与第一激光发射模块的接收端整合为一体。
15.作为优选，按键模块设置在测距装置的两端，按键对外接触面设置有弹性保护层，弹性保护层还包括静电防护装置，减少外界静电对测距装置的干扰。
16.作为优选，通过将第一激光发射模块和第二激光发射模块分别朝向装置的两相对外侧发射激光并接收各待测距端反射的激光，通过激光探测模块分别计算两激光模块的激光的行进时间差或波长相位差，分别计算第一激光发射模块和第二激光发射模块到达待测物体两端的距离l1和l2，再加上装置内部两激光发射模块之间的距离l3，即可得到两带侧端实际的总距离。
17.作为优选，当测距装置只使用单侧测距时，通过按键模块选择激光发射端和测量端。
18.因此，本发明具有以下有益效果：通过激光探测模块内部数模混合设计技术进行光电信号转换，采用高精度的带通滤波电路和数字滤波算法，能够提取弱反光待测距目标反射的微弱激光，提取微弱激光信号，提高测距结果的精度；在单向测距仪的反方向增加额外一组相同的激光测距模块，实现大范围的距离测量，通过软件算法实时测量两组测距模块的数值，测量得到更精确的测距数值；通过mems技术和陀螺仪传感器，实现电子水泡功能，控制激光测距装置的激光射出角度，保持测距过程中激光的射出角度与水平面平行或垂直，陀螺仪模块实现电子水泡功能，为激光射出角度进行定位，提高激光测距过程的精度和测距范围集成电路通过功能控制模块手动或自动切换充放电状态，采用锂电池供电方式，
使得设备达到更长的测量时间，在电池电压较低时缓慢降低电能供给，延长装置测量工作时间，提高用户体验。
附图说明
19.图1是本发明的装置结构示意图；图2是本发明的功能原理图；图3是本发明的集成充放电电路原理图。
20.其中，1.装置外壳；2.激光发射模块；3.激光探测模块；4.按键模块；5.显示模块。
具体实施方式
21.下面将结合附图和具体实施例，对本发明作进一步具体的描述。
22.一种高精度远距离双向测距装置，包括装置外壳1、激光发射模块2、激光探测模块3、陀螺仪模块、计时器、集成充放电电路和功能控制模块，激光发射模块独立设置，用于发射激光光束，激光探测模块用于探测或接收反射回的激光光束形成电信号，计时器与激光发射模块和激光探测模块连接，陀螺仪模块与计时器连接，集成充放电电路与激光发射模块、激光探测模块、计时器和功能控制模块连接，上述模块均安装在装置外壳内。
23.激光发射模块包括第一激光发射器、第二激光发射器和第一mems微振镜和第二mems微振镜，第一激光发射器和第二激光发射器对发射的激光束进行调制，将多个单色激光光束合成一束激光，激光发射器发射的激光经过mems微振镜反射后向外射出；激光光源使用红外激光，整合mems微振镜扫描和激光测距技术，激光探测模块接受由扫描激光从被扫描面每一点上反射回来的信号，并计算出红外激光的飞行时间或对应波长的激光相位差，就可以采集到反射激光的行进轨迹和行进距离，得到单向测距数据。
24.激光探测模块包括光阑、干涉滤光片、激光探测器、放大滤波模块和信号接收模块，激光发射器发射的激光遇到被测距单位发生反射后，反射的激光光束依次经过光阑与干涉滤光片后射入激光探测器，激光探测器将处理后的光信号转化为电信号，电信号通过放大滤波模块和信号接收模块后输出给计时器；通过激光探测模块内部数模混合设计技术进行光电信号转换，采用高精度的带通滤波电路和数字滤波算法，能够提取弱反光待测距目标反射的微弱激光，提取微弱激光信号，提高测距结果的精度。
25.陀螺仪模块包括陀螺仪传感器和mems光学传感器，陀螺仪传感器通过测量激光的射出角度以记录测距装置的当前测距倾角，mems光学传感器与陀螺仪连接，mems光学传感器的测量轴形成的测量平面竖直布置以实现水平面的0-360
°
范围测距装置水平旋转角度测量，进而实现电子水泡功能。
26.通过上述激光探测模块和陀螺仪模块的平衡调整，控制激光测距装置的激光射出角度，保持测距过程中激光的射出角度与水平面平行或垂直，陀螺仪模块实现电子水泡功能，为激光射出角度进行定位，提高激光测距过程的精度和距离。
27.集成充放电电路包括输出接口、充放电单元、显示模块5和蓄电池，显示模块与功能控制模块连接，充放电单元接收功能控制模块发送的控制指令切换蓄电池的充放电模式，对蓄电池进行充放电模式切换，显示模块显示当前集成充放电电路的充放电情况和当前电量，当前电量小于20%时，显示模块向充放电单元发送独立的控制信号进行充电功能切
换。
28.集成电路通过功能控制模块手动或自动切换充放电状态，采用锂电池供电方式，使得设备达到更长的测量时间，在电池电压较低时缓慢降低电能供给，延长装置测量工作时间，提高用户体验。
29.功能控制模块还连接有按键模块4，按键模块包括电源功能切换按键、测量选择键和测量单位选择键，所有按键与集成充放电电路连接。
30.按键控制功能选择方向，在保证双向测距的同时也能使用单向测距功能。
31.第一激光发射模块的发射端与第一激光发射模块的接收端整合为一体，第二激光发射模块的发射端与第一激光发射模块的接收端整合为一体。
32.按键模块设置在测距装置的两端，按键对外接触面设置有弹性保护层，弹性保护层还包括静电防护装置，减少外界静电对测距装置的干扰。
33.通过将第一激光发射模块和第二激光发射模块分别朝向装置的两相对外侧发射激光并接收各待测距端反射的激光，通过激光探测模块分别计算两激光模块的激光的行进时间差或波长相位差，分别计算第一激光发射模块和第二激光发射模块到达待测物体两端的距离l1和l2，再加上装置内部两激光发射模块之间的距离l3，即可得到两带侧端实际的总距离。
34.本发明装置本体的长度为l3，第一激光模块到其中一待测端 ( 如墙面 ) 的距离为l1，该第二激光模块到另一待测端 ( 如另一墙面 ) 的距离为 l2，控制模块令第一激光模块与第二激光模块分别向外发出激光，并分别接收反射的激光，再分别计算第一激光模块与第二激光模块的行进时间差或波长相位差，以分别计算机体至两待测端的距离l1、l2，再加上机体的长度 l3，即可直接得到两待测端之间的总距离l，即l＝l1+l2+l3，不需如现有激光测距仪于使用时需抵靠于待测端才可计算距离，解决现有激光测距仪使用不便的问题。
35.完成测距后，将装置左右方向的数值显示在显示模块上，通过软件算法实时测量两组测距模块之间的数值，当两个数值相同时，发出提示指示灯，提醒用户当前位置为测距中点。
36.当测距装置只使用单侧测距时，通过按键模块选择激光发射端和测量端。
37.以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
技术特征：1.一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，包括装置外壳、激光发射模块、激光探测模块、陀螺仪模块、计时器、集成充放电电路和功能控制模块，所述激光发射模块独立设置，用于发射激光光束，所述激光探测模块用于探测或接收反射回的激光光束形成电信号，所述计时器与激光发射模块和激光探测模块连接，所述陀螺仪模块与计时器连接，所述集成充放电电路与激光发射模块、激光探测模块、计时器和所述功能控制模块连接，上述模块均安装在装置外壳内。2.根据权利要求1所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，所述激光发射模块包括第一激光发射器、第二激光发射器和第一mems微振镜和第二mems微振镜，第一激光发射器和第二激光发射器对发射的激光束进行调制，将多个单色激光光束合成一束激光，激光发射器发射的激光经过mems微振镜反射后向外射出。3.根据权利要求1或2所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，所述激光探测模块包括光阑、干涉滤光片、激光探测器、放大滤波模块和信号接收模块，所述激光发射器发射的激光遇到被测距单位发生反射后，反射的激光光束依次经过光阑与干涉滤光片后射入所述激光探测器，激光探测器将处理后的光信号转化为电信号，电信号通过放大滤波模块和信号接收模块后输出给所述计时器。4.根据权利要求1所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，所述陀螺仪模块包括陀螺仪传感器和mems光学传感器，陀螺仪传感器通过测量激光的射出角度以记录测距装置的当前测距倾角，所述mems光学传感器与陀螺仪连接，mems光学传感器的测量轴形成的测量平面竖直布置以实现水平面的0-360
°
范围测距装置水平旋转角度测量，进而实现电子水泡功能。5.根据权利要求1所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，所述集成充放电电路包括输出接口、充放电单元、显示电路和蓄电池，所述显示电路与所述功能控制模块连接，充放电单元接收功能控制模块发送的控制指令切换蓄电池的充放电模式，对蓄电池进行充放电模式切换，显示电路显示当前集成充放电电路的充放电情况和当前电量，当前电量小于20%时，显示电路向充放电单元发送独立的控制信号进行充电功能切换。6.根据权利要求1或5所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，所述功能控制模块还连接有按键模块，所述按键模块包括电源功能切换按键、测量选择键和测量单位选择键，所有按键与集成充放电电路连接。7.根据权利要求2所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，所述第一激光发射模块的发射端与第一激光发射模块的接收端整合为一体，所述第二激光发射模块的发射端与第一激光发射模块的接收端整合为一体。8.根据权利要求6所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，所述按键模块设置在测距装置的两端，按键对外接触面设置有弹性保护层。9.根据权利要求1-4所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，通过将第一激光发射模块和第二激光发射模块分别朝向装置的两相对外侧发射激光并接收各待测距端反射的激光，通过激光探测模块分别计算两激光模块的激光的行进时间差或波长相位差，分别计算第一激光发射模块和第二激光发射模块到达待测物体两端的距离l1和l2，再加上装置内部两激光发射模块之间的距离l3，即可得到两带侧端实际的总距离。10.根据权利要求6或9所述的一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，当测距装置
只使用单侧测距时，通过按键模块选择激光发射端和测量端。
技术总结本发明公开了一种高精度远距离双向测距装置，其特征是，包括装置外壳、激光发射模块、激光探测模块、陀螺仪模块、计时器、集成充放电电路和功能控制模块，所述激光发射模块独立设置，用于发射激光光束，所述激光探测单元用于探测或接收反射回的激光光束形成电信号，所述计时器与激光发射模块和激光探测模块连接，所述陀螺仪模块与计时器连接，所述集成充放电电路与激光发射模块、激光探测模块、计时器和所述功能控制模块连接，上述模块均安装在装置外壳内；使用激光脉冲调制技术，保证激光符合安全标准的前提下，提高测距性能，通过MEMS技术和陀螺仪传感器，实现电子水泡功能，同时通过软件算法减小温度、湿度等环境因素对电子水泡测量精度的影响。测量精度的影响。测量精度的影响。
技术研发人员：傅益平
受保护的技术使用者：杭州巨星科技股份有限公司
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/11/1
