激光回波处理嵌入式模组、激光测距方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种激光回波处理嵌入式模组、激光测距方法及系统，所述模组包括：电源模块，用于为所述模组提供设定电压；模数转换模块，用于采集激光测距系统中线性激光探测器输出的信号并传输至数据处理模块；电平转换模块，用于采集单光子探测器输出的信号并传输至数据处理模块；数据处理模块，用于选择对应的数据处理方式来对数据进行处理；数据存储模块，用于存储数据处理模块处理的数据。采用本发明专利技术的激光回波处理嵌入式模组能同时工作于线性激光测距系统和单光子激光测距系统中，有效规避线性激光测距模式或者单光子激光测距模式存在的弊端。

Laser echo processing embedded module, laser ranging method and system

【技术实现步骤摘要】
激光回波处理嵌入式模组、激光测距方法及系统
本专利技术涉及电子设备
，尤其涉及一种激光回波处理嵌入式模组、激光测距方法及系统。
技术介绍
目前激光测距技术主要采用线性激光测距和单光子激光测距两种方案，线性激光测距原理简单，探测器工作于线性模式，灵敏度低，需要激光器的能量较大；单光子激光测距采用盖格模式雪崩探测器，具有单光子灵敏度，但容易受到暗计数和背景噪声的干扰，可采用低能量、高重频激光器，降低系统功耗与体积。鉴于上述原因，有必要提出一种同时应用在两种测距方式中的模组。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种激光回波处理嵌入式模组、嵌入有激光回波处理模组的激光测距方法及系统，旨在提供一种能同时工作于线性激光测距系统和单光子激光测距系统中的模组。为实现上述目的，本专利技术提供的一种激光回波处理嵌入式模组，所述模组被嵌入式的配置在具有线性激光测距和单光子测距两种测距模式的激光测距系统中；所述模组包括：电源模块，用于为所述模组提供设定电压；模数转换模块，用于采集激光测距系统中线性激光探测器输出的信号并传输至数据处理模块；电平转换模块，用于采集单光子探测器输出的信号并传输至数据处理模块；数据处理模块，用于接收线性激光测距数据或者单光子激光测距数据，根据线性激光测距或者单光子激光测距这两种模式选择对应的数据处理方式来对数据进行处理；数据存储模块，用于存储数据处理模块处理的数据。优选地，所述电平转换模块采用DSLVDS1002400Mbps单通道LVDS接收器，用于将单光子探测器输出的数字信号转换为LVTTL信号并传输至数据处理模块。优选地，所述数据处理模块由FPGA和DSP构成，所述FPCA用于对接收的测距数据进行检测和处理，并传输至DSP；所述DSP在FPGA对数据处理的基础上对结果进行修正。优选地，所述模组还包括串口通信模块，用于实现数据传输以及通信接口的扩展。优选地，所述串口通信模块采用RS422串口通信协议。优选地，所述电源模块选用宽压输入隔离模块，为所述模组提供±12V、5V、3.3V电压输入。为实现上述目的，本专利技术还提出一种嵌入有激光回波处理模组的激光测距方法，所述方法包括如下步骤：步骤S10，接收测距指令，控制激光器发射激光；步骤S20，接收激光器主波发送脉冲并将此作为起始时间，采集激光回波数据，根据线性激光测距原理和单光子激光测距原理的不同采用不同的方法计算测距结果；步骤S30，将测距数据存储于数据存储模块中。优选地，所述步骤S20包括：在线性激光测距中，采集线性激光探测器数据，并检测接收脉冲峰值，记录该位置时间信息，进而计算目标距离。优选地，所述步骤S20包括：在单光子激光测距中，根据每次的激光发射主波脉冲信号计算门控时间，将门控时间内各个位置的单光子时间记录，将n次测得的数据累加后得到测距分布直方图，计算出峰值位置即的目标距离。为实现上述目的，本专利技术还提出嵌入有激光回波处理模组的激光测距系统，所述激光测距系统包括：如上所述的激光回波处理嵌入式模组；所述激光测距系统还包括：激光器，与所述激光回波处理嵌入式模组通信连接，用于根据所述驱动电信号向目标物体发射初始激光；单光子探测器，与所述激光回波处理嵌入式模组通信连接，用于在启动单光子测距模式时，探测激光器发射的信号并将数据传输至电平转换模块；线性激光探测器，与所述激光回波处理嵌入式模组通信连接，用于在启动线性激光测距模式时，探测激光器发射的信号并将数据传输至模数转换模块。本专利技术激光回波处理嵌入式模组被嵌入式的配置在具有线性激光测距和单光子测距两种测距模式的激光测距系统中；所述模组包括：电源模块，用于为所述模组提供设定电压；模数转换模块，用于采集激光测距系统中线性激光探测器输出的信号并传输至数据处理模块；电平转换模块，用于采集单光子探测器输出的信号并传输至数据处理模块；数据处理模块，用于接收线性激光测距数据或者单光子激光测距数据，根据线性激光测距或者单光子激光测距这两种模式选择对应的数据处理方式来对数据进行处理；数据存储模块，用于存储数据处理模块处理的数据。采用本专利技术的激光回波处理嵌入式模组能同时工作于线性激光测距系统和单光子激光测距系统中，有效规避线性激光测距模式或者单光子激光测距模式存在的弊端。附图说明附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：图1为本专利技术激光回波处理嵌入式模组和嵌入有激光回波处理模组的激光测距系统的示意图；图2为本专利技术嵌入有激光回波处理模组的激光测距方法的流程示意图；图3是本专利技术提供的系统工作流程示意图；图4为本专利技术线性激光测距的工作原理示意图；图5为本专利技术单光子激光测距的工作原理示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本专利技术的保护范围内。本专利技术实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。需要说明的是，在下面的描述中，为了方便理解，给出了许多具体细节。但是很明显，本专利技术的实现可以没有这些具体细节。需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本专利技术中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合而形成技术方案。本专利技术的主要目的在于提供一种激光回波处理嵌入式模组，旨在提供一种能同时工作于线性激光测距系统和单光子激光测距系统中的模组。参照图1，本专利技术的激光回波处理嵌入式模组被嵌入式的配置在具有线性激光测距和单光子测距两种测距模式的激光测距系统中；所述模组包括：电源模块，用于为所述模组提供设定电压；模数转换模块，用于采集激光测距系统中线性激光探测器输出的信号并传输至数据处理模块；电平转换模块，用于采集单光子探测器输出的信号并传输至数据处理模块；数据处理模块，用于接收线性激光测距数据或者单光子激光测距数据，根据线性激光测距或者单光子激光测距这两种模式选择对应的数据处理方式来对数据进行处理；数据存储模块，用于存储数据处理模块处理的数据。采用本专利技术的激光回波处理嵌入式模组能同时工作于线性激光测距系统和单光子激光测距系统中，有效规避线性激光测距模式或者单光子激光测距模式存在的弊端。需要说明的是，该模组中的各个模块根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光回波处理嵌入式模组，其特征在于，所述模组被嵌入式的配置在具有线性激光测距和单光子测距两种测距模式的激光测距系统中；/n所述模组包括：/n电源模块，用于为所述模组提供设定电压；/n模数转换模块，用于采集激光测距系统中线性激光探测器输出的信号并传输至数据处理模块；/n电平转换模块，用于采集单光子探测器输出的信号并传输至数据处理模块；/n数据处理模块，用于接收线性激光测距数据或者单光子激光测距数据，根据线性激光测距或者单光子激光测距这两种模式选择对应的数据处理方式来对数据进行处理；/n数据存储模块，用于存储数据处理模块处理的数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光回波处理嵌入式模组，其特征在于，所述模组被嵌入式的配置在具有线性激光测距和单光子测距两种测距模式的激光测距系统中；
所述模组包括：
电源模块，用于为所述模组提供设定电压；
模数转换模块，用于采集激光测距系统中线性激光探测器输出的信号并传输至数据处理模块；
电平转换模块，用于采集单光子探测器输出的信号并传输至数据处理模块；
数据处理模块，用于接收线性激光测距数据或者单光子激光测距数据，根据线性激光测距或者单光子激光测距这两种模式选择对应的数据处理方式来对数据进行处理；
数据存储模块，用于存储数据处理模块处理的数据。


2.根据权利要求1所述的激光回波处理嵌入式模组，其特征在于，所述电平转换模块采用DSLVDS1002400Mbps单通道LVDS接收器，用于将单光子探测器输出的数字信号转换为LVTTL信号并传输至数据处理模块。


3.根据权利要求1所述的激光回波处理嵌入式模组，其特征在于，所述数据处理模块由FPGA和DSP构成，所述FPCA用于对接收的测距数据进行检测和处理，并传输至DSP；所述DSP在FPGA对数据处理的基础上对结果进行修正。


4.根据权利要求1所述的激光回波处理嵌入式模组，其特征在于，所述模组还包括串口通信模块，用于实现数据传输以及通信接口的扩展。


5.根据权利要求4所述的激光回波处理嵌入式模组，其特征在于，所述串口通信模块采用RS422串口通信协议。


6.根据权利要求1所述的激光回波处理嵌入式模组，其特征在于，所述电源模块选用宽压输入隔离模块，为所述模组提供±12V、5V...

【专利技术属性】
技术研发人员：张迪，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22