一种抑制背景光噪声系统及激光雷达技术方案

本发明专利技术涉及光学测距技术领域，尤其涉及一种抑制背景光噪声系统及激光雷达。一种抑制背景光噪声系统，包括：与光电传感器相连接的噪声幅值检测单元，与噪声幅值检测单元相连接的滞环比较器，与发射器和光电传感器相连接的发射与积分时间控制器，所述滞环比较器通过对噪声幅值检测单元的检测数值与设定阈值的比较结果对应输出调整选项，所述发射器根据接收到的调整选项的信息调整发射数量，所述光电传感器根据接收到的调整选项的信息调整积分时间。还提供了一种激光雷达，其具有所述的抑制背景光噪声系统。通过所述光电传感器、噪声幅值检测单元、滞环比较器和发射与积分时间控制器的设置，解决了仅靠光电传感器自身无法调控的通道增益的问题。

A system of suppression of background light noise and laser radar

The invention relates to the field of optical ranging technology, in particular to a system for suppressing background light noise and a laser radar. A system for suppressing background light noise, including a noise amplitude detection unit connected to a photoelectric sensor, a hysteresis comparator connected with a noise amplitude detection unit, a transmitting and integral time controller connected with a transmitter and a photoelectric sensor, and the hysteresis comparator is detected by a detection unit of a noise amplitude detection unit. The comparison result of the value and the set threshold corresponds to the output adjustment option. The transmitter adjusts the number of launches according to the information received by the adjustment option, and the photoelectric sensor adjusts the integration time according to the information received by the adjustment options. A laser radar is also provided, which has the system of suppressing background light noise. Through the setting of the photoelectric sensor, the noise amplitude detection unit, the hysteresis comparator and the transmission and integral time controller, the problem of channel gain which is not controlled by the photoelectric sensor itself is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种抑制背景光噪声系统及激光雷达
本专利技术涉及光学测距
，尤其涉及一种抑制背景光噪声系统及激光雷达。
技术介绍
光学扫描测距装置是一种使用光束，通过飞行时间（TimeofFlight，简称为TOF）、三角测量法等方法进行非接触式扫描测距的设备。目前，通常的光学扫描测距装置包括：光发射模块、光学镜头、光接收模块。光发射模块发出光束，光学镜头位于光发射模块的光路上，光束发射到被测物体表面，遇到障碍物后光束被反射到接收芯片上，光接收模块通过测量发射到接收之间的时间、相位差、已知光速，即可求出被测物体到装置的距离。目前广泛应用于机器人环境扫描、规划路径、避障导航、安防检测等。面阵激光雷达作为固态激光雷达的一种，具有设定的发散角度和俯仰角，其相对于单点雷达测距更为准确，在设定扫描范围内信息更为清楚全面。对于激光雷达，两米处目标和两百米处目标发射能量差一万倍。而光电转换等传感器，每个像素不可能做太大，积分电容是非常小的，需要保证200m处的反射信号能被检测到，2m处的反射信号不饱和，这就要求激光雷达接收通道需要具有高灵敏度和大动态范围的特点。现有激光雷达其光电芯片通常采用二极管等制成，因材料本身性质的限制，其接收通道增益是固定的，或者可调的幅度有限。因此，怎样通过外部的干预调整光电传感器的增益，并扩大光电传感器增益的幅度，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的提出一种抑制背景光噪声系统，所述光电传感器、噪声幅值检测单元、滞环比较器和发射与积分时间控制器的设置，通过判断噪声幅值的大小来调整发射器发射脉冲的数量以及光电传感器接收积分的时间，通过变换接收积分的时间来实现接收通道增益的控制。解决了仅靠光电传感器自身无法调控的通道增益的问题。还提供了一种激光雷达，其具有所述的抑制背景光噪声系统。通过抑制背景光噪声系统的设置，调整光电传感器的增益以适用环境光噪声的变化，提高测试的准确度和适用范围。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种抑制背景光噪声系统，包括：与光电传感器相连接的噪声幅值检测单元，与噪声幅值检测单元相连接的滞环比较器，与发射器和光电传感器相连接的发射与积分时间控制器，所述滞环比较器通过对噪声幅值检测单元的检测数值与设定阈值的比较结果对应输出调整选项，所述发射器根据接收到的调整选项的信息调整发射数量，所述光电传感器根据接收到的调整选项的信息调整积分时间。作为本技术方案的优选方案之一，所述滞环比较器根据检测数值X与设定阈值Y0的比较结果至少包括三个区间，当X-Y0＜-a时，（-∞，-a）为正向调整选项，发射器的发射数量和光电传感器的积分时间同比增大；当-a≤X-Y0≤a时，（-a，a）为保持不变选项；当X-Y0＞a时，（a，+∞）为反向调整选项，发射器的发射数量和光电传感器的积分时间同比减小，其中X、Y0和a为正常数。作为本技术方案的优选方案之一，所述正向调整选项包括至少N个正向子选项：从正向第1挡选项到正向第N挡选项，发射数量和积分时间的增速呈递增排列；和/或，所述反向调整选项包括至少M个反向子选项：从反向第1挡选项到反向第M挡选项，发射数量和积分时间的减速呈递增排列，所述N和M均为大于等于1的正整数。作为本技术方案的优选方案之一，所述滞环比较器的调整选项以数字的形式输出，所述正向调整选项为[+1，+N]，所述保持不变选项为0，所述反向调整选项为[-1，-M]。作为本技术方案的优选方案之一，所述正向调整选项为+1，+2，所述保持不变选项为0，所述反向普减选项为-1，-2。作为本技术方案的优选方案之一，所述噪声幅值检测单元在设定测量周期T内检测出光电传感器输出的电信号的幅值，所述滞环比较器将所述幅值与设定好的参考值进行对比，以对应输出调整选项。作为本技术方案的优选方案之一，所述幅值为设定测量周期T内噪声幅值检测单元实时检测出光电传感器的电信号周期幅值的均值。作为本技术方案的优选方案之一，所述幅值为设定测量周期T内噪声幅值检测单元实时检测出光电传感器的电信号周期幅值经滤波处理后的处理值。作为本技术方案的优选方案之一，还包括连接在光电传感器和噪声幅值检测电路之间的模数转换器，所述模数转换器将光电传感器输出的电信号转换为数字信号。一种激光雷达，其特征在于，具有所述的抑制背景光噪声系统。有益效果：通过所述光电传感器、噪声幅值检测单元、滞环比较器和发射与积分时间控制器的设置，解决了仅靠光电传感器自身无法调控的通道增益的问题，在接收处理中，添加噪声幅值检测单元，通过判断噪声幅值的大小来调整发射器发射脉冲的数量以及光电传感器接收积分的时间，通过变换接收积分的时间来实现接收通道增益的控制。当日照很强或者目标反射率很高时，减少减分时间降低接收增益来保证光电转换等传感器不饱和；当日照很弱或者目标反射率很低时，增加积分时间来提高通道增益，保证接收灵敏度。附图说明图1是本专利技术实施例1提供的抑制背景光噪声系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例4提供的抑制背景光噪声系统的结构示意图。图中：1、噪声幅值检测单元；2、滞环比较器；3、发射与积分时间控制器；4、发射器；5、光电传感器；6、障碍物；7、模数转换器。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。实施例1本专利技术提供了一种抑制背景光噪声系统，如图1所示，包括：与光电传感器5相连接的噪声幅值检测单元1，与噪声幅值检测单元1相连接的滞环比较器2，与发射器4和光电传感器5相连接的发射与积分时间控制器3，所述滞环比较器2通过对噪声幅值检测单元1的检测数值与设定阈值的比较结果对应输出调整选项，所述发射器4根据接收到的调整选项的信息调整发射数量，所述光电传感器5根据接收到的调整选项的信息调整积分时间。通过所述光电传感器5、噪声幅值检测单元1、滞环比较器2和发射与积分时间控制器3的设置，解决了仅靠光电传感器5自身无法调控的通道增益的问题，在接收处理中，添加噪声幅值检测单元1，通过判断噪声幅值的大小来调整发射器4发射脉冲的数量以及光电传感器5接收积分的时间，通过变换接收积分的时间来实现接收通道增益的控制。当日照很强或者目标反射率很高时，减少减分时间降低接收增益来保证光电转换等传感器不饱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制背景光噪声系统，其特征在于，包括：与光电传感器相连接的噪声幅值检测单元，与噪声幅值检测单元相连接的滞环比较器，与发射器和光电传感器相连接的发射与积分时间控制器，所述滞环比较器通过对噪声幅值检测单元的检测数值与设定阈值的比较结果对应输出调整选项，所述发射器根据接收到的调整选项的信息调整发射数量，所述光电传感器根据接收到的调整选项的信息调整积分时间。

【技术特征摘要】
1.一种抑制背景光噪声系统，其特征在于，包括：与光电传感器相连接的噪声幅值检测单元，与噪声幅值检测单元相连接的滞环比较器，与发射器和光电传感器相连接的发射与积分时间控制器，所述滞环比较器通过对噪声幅值检测单元的检测数值与设定阈值的比较结果对应输出调整选项，所述发射器根据接收到的调整选项的信息调整发射数量，所述光电传感器根据接收到的调整选项的信息调整积分时间。2.根据权利要求1所述的抑制背景光噪声系统，其特征在于，所述滞环比较器根据检测数值X与设定阈值Y0的比较结果至少包括三个区间，当X-Y0＜-a时，（-∞，-a）为正向调整选项，发射器的发射数量和光电传感器的积分时间同比增大；当-a≤X-Y0≤a时，（-a，a）为保持不变选项；当X-Y0＞a时，（a，+∞）为反向调整选项，发射器的发射数量和光电传感器的积分时间同比减小，其中X、Y0和a为正常数。3.根据权利要求2所述的抑制背景光噪声系统，其特征在于，所述正向调整选项包括至少N个正向子选项：从正向第1挡选项到正向第N挡选项，发射数量和积分时间的增速呈递增排列；和/或，所述反向调整选项包括至少M个反向子选项：从反向第1挡选项到反向第M挡选项，发射数量和积分时间的减速呈递增排列，所述N和M均为大于等于1的正整数。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁炳寅，郑凯，疏达，李远，
申请(专利权)人：北醒北京光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11