一种大动态范围厘米级精度激光测距方法技术

本发明专利技术属于激光测距领域，具体涉及一种大动态范围厘米级精度激光测距方法，根据以下数据综合算法流程得到准确的距离信息：如果AD脉冲幅度没有达到设定饱和阈值，根据系统标定结果，进行AD距离信息校正，根据脉冲幅度得到强度信息。如果AD脉冲幅度达到设定阈值，替换为TDC距离信息，根据脉冲宽度和系统标定结果，对TDC距离信息进行校正，并根据脉冲宽度得到相应的回波强度。更进一步，通过对不同距离及不同目标反射率的回波强度定标，利用距离信息和回波强度可以估计目标反射率。本发明专利技术结合波形采样和阈值比较的处理方法，在大动态范围回波条件下，准确获取目标距离和回波强度，测距精度可达到厘米级，并根据回波强度估计目标反射率。

A Centimeter-Level Precision Laser Ranging Method with Large Dynamic Range

The invention belongs to the field of laser ranging, and specifically relates to a centimeter-level precision laser ranging method with large dynamic range. According to the following data synthesis algorithm flow, accurate distance information can be obtained: if the amplitude of AD pulse does not reach the set saturation threshold, the distance information of AD can be corrected according to the system calibration results, and the intensity information can be obtained according to the pulse amplitude. If the amplitude of AD pulse reaches the set threshold, the distance information of TDC is replaced by the distance information of TDC. According to the pulse width and system calibration results, the distance information of TDC is corrected, and the corresponding echo intensity is obtained according to the pulse width. Furthermore, by calibrating the echo intensity of different distances and different target reflectivity, the target reflectivity can be estimated by using range information and echo intensity. The method combines waveform sampling and threshold comparison to accurately acquire the target distance and echo intensity under the condition of large dynamic range echo. The ranging accuracy can reach centimeter level, and the target reflectivity can be estimated according to the echo intensity.

【技术实现步骤摘要】
一种大动态范围厘米级精度激光测距方法
本专利技术属于激光测距领域，具体涉及一种大动态范围厘米级精度激光测距方法。
技术介绍
环境感知是无人驾驶、自主地面无人平台移动机器人研究的关键技术之一。激光雷达能直接获取目标距离，可实现周围环境三维感知，被认为是众多传感器中最有价值的传感器之一。基于脉冲激光飞行时间测距法(TOF)的激光雷达由于具备测量速度快、处理简单、不存在距离二义性等特点，在上述场景中应用最为广泛。以下所述激光雷达都是指基于TOF原理，不再赘述。根据平台的应用条件不同，激光雷达的作用距离需要达到100米-200米，甚至到300米，同时要保证近距离盲区尽可能小，最近距离低至0.5米以下。激光雷达应用场景复杂，目标反射率变化剧烈，既有反射率较低的目标，如黑色的沥青路面，也可能存在近镜面反射目标，如车辆反光镜等。对激光雷达接收机来说，动态范围变化剧烈。根据雷达方程，在激光发射功率Pt一定的情况下，接收回波功率Pr和目标距离R、目标反射率ρ有如下关系：其中k表示是与系统参数有关的常数，T表示相应的大气透过率。如图3所示，假如考虑目标分布范围从5米到100米，目标反射率设为0.1，则回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大动态范围厘米级精度激光测距方法，其特征在于，包括如下步骤：S1,构建一个处理系统，处理系统包括比较器、模数转换器功能模块、时间数字转换功能模块和数字波形处理功能模块，比较器和模数转换器功能模块并联，比较器串接时间数字转换功能模块，模数转换器功能模块串接数字波形处理功能模块，时间数字转换功能模块和数字波形处理功能模块并联数据综合处理模块；接收回波电信号同时送入比较器和模数转换器功能模块，比较器阈值电平根据需要进行设置；经过比较器的阈值鉴别信号送入时间数字转换功能模块，得到回波脉冲宽度和脉冲到达时刻，结合激光出射时刻可得到脉冲激光飞行时间，即时间数字转换功能模块距离信息；S2,数据综合处...

【技术特征摘要】
1.一种大动态范围厘米级精度激光测距方法，其特征在于，包括如下步骤：S1,构建一个处理系统，处理系统包括比较器、模数转换器功能模块、时间数字转换功能模块和数字波形处理功能模块，比较器和模数转换器功能模块并联，比较器串接时间数字转换功能模块，模数转换器功能模块串接数字波形处理功能模块，时间数字转换功能模块和数字波形处理功能模块并联数据综合处理模块；接收回波电信号同时送入比较器和模数转换器功能模块，比较器阈值电平根据需要进行设置；经过比较器的阈值鉴别信号送入时间数字转换功能模块，得到回波脉冲宽度和脉冲到达时刻，结合激光出射时刻可得到脉冲激光飞行时间，即时间数字转换功能模块距离信息；S2,数据综合处理模块如果接收到的AD脉冲幅度没有达到设定饱和阈值，根据激光测距系统标定结果，进行AD距离信息校正，根据脉冲幅度得到强度信息；如果AD脉冲幅度达到设定阈值，替换为TDC距离信息，根据脉冲宽度和系统标定结果，对TDC距离信息进行校正，并根据脉冲宽度得到相应的回波强度。2.根据权利要求1所述大动态范围厘米级精度激光测距系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高剑波，杨镇源，宋昭，张志坚，徐诗月，冷杰，石振东，白杨，毛一江，
申请(专利权)人：西南技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51