激光雷达测距装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光雷达测距装置及方法，包括：激光驱动单元，用于向被测物出射激光脉冲信号；光电转换单元，用于接收被测物反射的回波信号，并将回波信号转换为电脉冲信号；前级处理单元，用于对电脉冲信号进行前级放大处理，并在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于前级基准电压时，向计时单元发送前级处理信号；计时单元，用于记录激光脉冲信号出射时的第一时间信息，记录接收到前级处理信号时的第二时间信息；主控单元，用于根据时间信息计算被测物的距离。上述装置可测量近距离物体，并保证近距离物体的测量精度，提高测距装置能力。

Laser radar ranging device and method

The invention provides a laser radar ranging device and method, including: laser driving unit for analyte laser pulse signal; a photoelectric conversion unit for receiving the echo signal of analyte reflection, and the echo signal is converted into electric pulse signal; pre processing unit for electric pulse signal pre amplification processing, and after the voltage pulse signal pre amplification processing value is greater than or equal to the reference voltage to the first stage, the timing unit before sending signal processing; timing unit for recording the first time information of the laser pulse signal emitted when the record received second time information before signal processing at; the main control unit, according to the time information of the measured object distance calculation. The device can measure near distance objects and ensure the measuring accuracy of near distance objects and improve the capability of ranging devices.

【技术实现步骤摘要】
激光雷达测距装置及方法
本专利技术涉及激光检测领域，尤其涉及一种激光雷达测距装置及方法。
技术介绍
随着激光检测技术的不断发展，激光雷达技术也得到了飞速的发展。激光雷达技术正逐渐的从军事领域向民用领域转化，在机载、无人驾驶、车辆检测、港口防撞、隧道检测、生产制造等行业得到了广泛的应用。激光雷达技术以脉冲式和相位式测量为主要测量方式，其中，脉冲式测量方式以其具有测量距离远、抗干扰性强、不需要合作目标等优势，在厘米级精度要求的检测领域得到了广泛的应用。脉冲式激光雷达实现测距取决于时刻鉴别电路的脉冲幅值，在幅度能够触发阈值电压时，能够获取当前距离，反之则不能获取当前距离。而脉冲式激光雷达的测距能力取决于发射端激光功率、接收端的激光功率、放大电路的放大倍数以及时刻鉴别电路的阈值电压。但是在提高测距能力的同时，近处的杂散光干扰也在不断的增加：光学镜片的反射率及透过率并不是100％、窗口表面长期使用灰尘积累、恶劣天气使得空气透过率变低都有可能导致近处杂散光干扰，因此，测量设备会存在一定的“盲区”，即无法检测近距离目标物的距离。目前，有一种变基准电压的激光测距方法，在距离较近的情况下，基准电压变高，可以跳过近处杂散光干扰，在距离较远的情况下，基准电压变低，保证测距能力，由于基准电压在由高变低的过程中，是连续的变化，在变化过程中的测距精度很难保证。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种激光雷达测距装置及方法，通过前级处理单元和后级处理单元获取了更多的回波时间信息，前级处理单元的结果能够滤除干扰，保证近距离测距精度，后级处理单元的结果能够保证测距距离，提高测距装置能力。第一方面，本专利技术提供一种激光雷达测距装置，包括：激光驱动单元，用于向被测物出射激光脉冲信号；光电转换单元，用于接收所述被测物反射的回波信号，并将所述回波信号转换为电脉冲信号；前级处理单元，用于对所述电脉冲信号进行前级放大处理，并在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于前级基准电压时，向计时单元发送前级处理信号；后级处理单元，用于对所述经过前级放大处理的电脉冲信号进行后级放大处理，并在经过后级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于后级基准电压时，向所述计时单元发送后级处理信号；计时单元，用于记录所述激光脉冲信号出射时的第一时间信息，记录接收到所述前级处理信号时的第二时间信息以及记录接收到所述后级处理信号时的第三时间信息；主控单元，用于根据时间信息计算所述被测物的距离；其中，所述前级基准电压大于所述后级基准电压。优选地，具体用于在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于所述前级基准电压时，根据所述第一时间信息及第二时间信息，计算所述被测物的距离。优选地，所述主控单元，还用于在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值小于所述前级基准电压时，根据所述第一时间信息及第三时间信息，计算所述被测物的距离。优选地，所述前级处理单元包括：前级放大电路、前级基准电路及前级比较器；所述前级放大电路，用于对所述电脉冲信号进行前级放大处理；所述前级基准电路，用于向所述前级比较器输出前级基准电压；所述前级比较器，用于在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于所述前级基准电压时，向所述计时单元发送前级处理信号。优选地，所述后级处理单元包括：后级放大电路、后级基准电路及后级比较器；所述后级放大电路，用于对所述经过前级放大处理的电脉冲信号进行后级放大处理；所述后级基准电路，用于向所述后级比较器输出后级基准电压；所述后级比较器，用于在经过后级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于所述后级基准电压时，向所述计时单元发送后级处理信号。第二方面，本专利技术提供一种激光雷达测距方法，包括：激光驱动单元向被测物出射激光脉冲信号，计时单元记录所述激光脉冲信号出射时的第一时间信息；光电转换单元接收经所述被测物反射的回波信号，并将所述回波信号转换为电脉冲信号；前级处理单元对所述电脉冲信号进行前级放大处理，并在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于前级基准电压时，向计时单元发送前级处理信号；后级处理单元对经过前级放大处理的电脉冲信号进行后级放大处理，并在经过后级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于后级基准电压时，向所述计时单元发送后级处理信号；所述计时单元记录接收到所述前级处理信号时的第二时间信息，以及接收到所述后经处理信号时的第三时间信息；主控单元，用于根据时间信息计算所述被测物的距离；其中，所述前级基准电压大于所述后级基准电压。优选地，所述主控单元根据时间信息计算所述被测物的距离，包括：在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于所述前级基准电压时，所述主控单元根据所述第一时间信息及第二时间信息，计算所述被测物的距离。优选地，所述述主控单元根据时间信息计算所述被测物的距离，还包括：在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值小于所述前级基准电压时，所述主控单元根据所述第一时间信息及第三时间信息，计算所述被测物的距离。由上述技术方案可知，本专利技术的激光雷达测距装置及方法，通过计时单元记录前级处理单元和后级处理单元发送各处理信号时的时间信息并将其发送主控单元，主控单元选取接收到各信号的时间信息，并根据该时间信息计算被测物的距离。由此，不仅可以测量远距离物体，又可测量近距离物体，并保证近距离物体及远距离物体的测量精度，提高测距装置能力。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的激光雷达测距装置的结构示意图；图2为本专利技术一实施例提供的激光雷达测距方法的流程示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的激光雷达测距方法的流程示意图；图4为本专利技术一实施例提供的信号波形采样示意图；图5为本专利技术另一实施例提供的信号波形采样示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了本专利技术一实施例提供的激光雷达测距装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的激光雷达测距装置，包括：激光驱动单元11、光电转换单元12、前级处理单元13、后级处理单元14、计时单元15和主控单元16。激光驱动单元11，用于向被测物出射激光脉冲信号；光电转换单元12，用于接收所述被测物反射的回波信号，并将所述回波信号转换为电脉冲信号；前级处理单元13，用于对所述电脉冲信号进行前级放大处理，并在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于前级基准电压时，向计时单元发送前级处理信号；后级处理单元14，用于对所述经过前级放大处理的电脉冲信号进行后级放大处理，并在经过后级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于后级基准电压时，向所述计时单元发送后级处理信号；计时单元15，用于记录所述激光脉冲信号出射时的第一时间信息，记录接收到所述前级处理信号时的第二时间信息以及记录接收到所述后级处理信号时的第三时间信息；主控单元16，用于根据时间信息计算所述被测物的距离。优选地，所述前级基准电压大于所述后级基准电压。由此，可使前级处理单元输出信号的计算结果能够滤除干扰，从而保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述装置包括：激光驱动单元，用于向被测物出射激光脉冲信号；光电转换单元，用于接收所述被测物反射的回波信号，并将所述回波信号转换为电脉冲信号；前级处理单元，用于对所述电脉冲信号进行前级放大处理，并在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于前级基准电压时，向计时单元发送前级处理信号；后级处理单元，用于对所述经过前级放大处理的电脉冲信号进行后级放大处理，并在经过后级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于后级基准电压时，向所述计时单元发送后级处理信号；计时单元，用于记录所述激光脉冲信号出射时的第一时间信息，记录接收到所述前级处理信号时的第二时间信息以及记录接收到所述后级处理信号时的第三时间信息；主控单元，用于根据时间信息计算所述被测物的距离；其中，所述前级基准电压大于所述后级基准电压。

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达测距装置，其特征在于，所述装置包括：激光驱动单元，用于向被测物出射激光脉冲信号；光电转换单元，用于接收所述被测物反射的回波信号，并将所述回波信号转换为电脉冲信号；前级处理单元，用于对所述电脉冲信号进行前级放大处理，并在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于前级基准电压时，向计时单元发送前级处理信号；后级处理单元，用于对所述经过前级放大处理的电脉冲信号进行后级放大处理，并在经过后级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于后级基准电压时，向所述计时单元发送后级处理信号；计时单元，用于记录所述激光脉冲信号出射时的第一时间信息，记录接收到所述前级处理信号时的第二时间信息以及记录接收到所述后级处理信号时的第三时间信息；主控单元，用于根据时间信息计算所述被测物的距离；其中，所述前级基准电压大于所述后级基准电压。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控单元，具体用于在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于所述前级基准电压时，根据所述第一时间信息及第二时间信息，计算所述被测物的距离。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述主控单元，还用于在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值小于所述前级基准电压时，根据所述第一时间信息及第三时间信息，计算所述被测物的距离。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前级处理单元包括：前级放大电路、前级基准电路及前级比较器；所述前级放大电路，用于对所述电脉冲信号进行前级放大处理；所述前级基准电路，用于向所述前级比较器输出前级基准电压；所述前级比较器，用于在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于所述前级基准电压时，向所述计时单元发送前级处理信号。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泮义，王庆飞，林志杰，冀英超，
申请(专利权)人：北京万集科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11