一种测距装置及移动平台制造方法及图纸

技术编号:25645416 阅读:51 留言:0更新日期:2020-09-15 21:36
一种测距装置(100)及移动平台,测距装置(100)包括发射模块、接收模块和温度控制系统,发射模块用于出射光脉冲;接收模块用于接收经物体反射回的至少部分光脉冲,以及根据接收的至少部分光脉冲确定物体相对测距装置(100)的距离;温度控制系统包括:加热电路和/或散热模块,加热电路用于对待控温器件(301)进行加热,散热模块用于对待控温器件(301)进行散热;还包括控制模块,用于基于待控温器件(301)的当前环境温度和目标温度的比较结果,控制加热电路和/或散热模块运行或关闭。通过加热电路进行加热或通过散热模块进行制冷实现温度范围的精确控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种测距装置及移动平台说明书
本专利技术总地涉及测距装置
,更具体地涉及一种测距装置统及移动平台。
技术介绍
激光雷达是一种外界的感知系统,通过发射并接收处理光波信息可以获知外界的立体三维信息,不再局限于相机等对外界的平面感知方式。其原理为主动对外发射激光脉冲信号,探测到反射回来的脉冲信号,根据发射—接收之间的时间差,判断被测物体的距离;结合光脉冲的发射角度信息,便可重建获知三维深度信息。激光测距是与激光雷达原理类似的应用领域,同样需要获知发射脉冲与接收脉冲之间的时间差信息以获知被测物体距离。但激光测距仪没有角度信息,只能获知发射方向上的单维空间距离信息。在激光雷达、光纤通信等领域,激光器作为信号源,根据具体应用场合,发射特定范围波长、光功率的激光信号。激光雷达一些典型应用场景,比如自动驾驶或地图测绘的汽车、智能机器人、无人机等环境温度范围跨度很大,覆盖-40~85℃的环境温度范围。而脉冲激光二极管(PLD)发光波长随温度变化很大,在以上温度范围内波长变化达到40nm以上,为了适应激光器波长变化接收滤波器设计带宽就要大于40nm,从而接收到的噪声增加,信噪比恶化,量程降低。另一方面,激光器寿命随着温度升高显著衰减。而探测距离主要与发射激光功率相关,接收灵敏度一致的前提下,功率越大,探测距离越远。但是激光二极管的波长、光功率随着环境温度的改变而发生偏移,因此激光的波长、功率稳定性和较宽环境温度范围就成为一对主要矛盾。因此必须针对测距装置设计完备的温控方案。
技术实现思路
为了解决上述问题中的至少一个而提出了本专利技术。具体地,本专利技术一方面提供一种测距装置,所述测距装置包括发射模块、接收模块和温度控制系统,所述发射模块用于出射光脉冲;所述接收模块用于接收经物体反射回的至少部分光脉冲,以及根据所述接收的至少部分光脉冲确定所述物体相对所述测距装置的距离;所述温度控制系统包括:加热电路和/或散热模块,所述加热电路用于对待控温器件进行加热,所述散热模块用于对所述待控温器件进行散热;控制模块,用于基于所述待控温器件的当前环境温度和目标温度的比较结果,控制所述加热电路和/或所述散热模块运行或关闭。示例性地,所述控制模块包括:处理器,用于获取所述待控温器件的环境温度,并将所述当前环境温度与所述目标温度进行比较后生成控制信号;加热控制电路和/或散热控制电路,所述加热控制电路用于获取所述控制信号,以及控制所述加热电路根据所述控制信号运行或关闭,所述散热控制电路用于获取所述控制信号,控制所述散热模块根据所述控制信号运行或关闭。示例性地,所述目标温度包括第一目标温度和第二目标温度,其中,所述第一目标温度小于所述第二目标温度,所述处理器具体用于:获取所述待控温器件的当前环境温度,将所述当前环境温度与所述目标温度进行比较,若所述当前环境温度小于所述第一目标温度,则生成第一控制信号,用于控制所述加热电路运行或控制所述散热模块关闭,若所述当前环境温度大于第二目标温度,则生成第二控制信号,用于控制所述加热电路关闭或控制所述散热模块运行。示例性地,所述加热控制电路包括第一开关电路,所述第一开关电路的控制端连接所述控制信号,所述控制信号用于控制所述第一开关电路的通断时间。示例性地,所述控制信号包括PWM信号,通过所述PWM信号的占空比控制所述第一开关电路的通断时间,以控制所述加热电路的运行时间或关闭时间。示例性地,所述第一开关电路的输入端电连接所述加热电路的输出端,所述第一开关电路的输出端接地;和/或,所述加热电路的输入端电连接电源电压。示例性地,所述第一开关电路包括第一MOS管,所述控制信号连接所述第一MOS管的控制端,所述第一MOS管的源端和漏端中的一个作为所述第一开关电路的输入端,另一个作为所述第一开关电路的输出端。示例性地,加热控制电路还包括第一滤波电路,用于对输入至所述第一开关电路之前的控制信号进行滤波。示例性地,所述第一滤波电路的输入端电连接所述控制信号,所述第一滤波电路的输出端接地。示例性地,所述第一滤波电路包括并联设置的一个电阻和一个电容。示例性地,所述测距装置还包括开关电源,用于将所述控制信号转换为直流电压,以使所述加热电路持续发热。示例性地,所述开关电源包括:第二开关电路,用于控制所述开关电源的储能电路的充放电;储能电路,用于在所述第二开关电路导通时储存电能以及在所述第二开关电路截止时放电;输出滤波电路,用于在所述第二开关电路导通时充电以及在所述第二开关电路截止时放电。示例性地,所述第二开关电路的输入端电连接电源电压,所述第二开关电路的输出端电连接所述储能电路的输入端;以及所述储能电路的输出端电连接所述输出滤波电路的输入端,所述输出滤波电路的输出端接地。示例性地,所述第二开关电路包括第二MOS管,其中,所述第二MOS管的源端和漏端中的一端电连接所述电源电压,另一端电连接所述储能电路的输入端。示例性地,所述第一开关电路包括NMOS晶体管和PMOS晶体管中的一个,和/或,所述第二MOS管包括PMOS晶体管。示例性地,所述开关电源还包括:续流电路,所述续流电路在所述第二开关电路截止时导通,用于起到续流作用,以提供所述储能电路的放电回路。示例性地,所述续流电路的一端电连接所述储能电路的输入端,另一端接地。示例性地,所述续流电路包括二极管,其中,所述二极管的阴极电连接储能电路的输入端,所述二极管的阳极接地。示例性地,所述温度控制系统还包括分压电路,所述分压电路的分压节点电连接所述第二开关电路的控制端,用于控制所述第二开关电路导通或截止。示例性地,所述分压电路的输出端电连接所述加热控制电路的输入端,所述分压电路的输入端电连接所述电源电压。示例性地,所述分压电路包括串联的至少两个电阻。示例性地,所述开关电源包括BUCK开关电源,其中,所述储能电路包括电感,和/或,所述输出滤波电路包括电容。示例性地,温度控制系统还包括:第二滤波电路,用于对电源电压输出的电压进行滤波处理。示例性地,所述温度控制系统还包括:所述第二滤波电路的输入端电连接电源电压,所述第二滤波电路的输出端接地。示例性地,第一滤波电路包括至少一个电容。示例性地,所述加热电路包括至少一个加热电阻。示例性地,所述加热电路包括至少两个并联设置的加热电阻。示例性地,所述测距装置还包括:电路板,所述待控温器件设置在所述电路板上;导热层,所述导热层设置在所述待控温器件的下方,用于将所述加热电阻产生的热量传导至所述待控温器件。示例性地,在所述导热层上设置有至少一个热孤岛,所述热孤岛用于隔离其相对两侧的导热层。示例性地,多个所述热孤岛沿所述待控温器件的四周间隔排布成环形。示例性地,所述环形包括圆环形或多边环形。示例性地,每个所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测距装置,其特征在于,所述测距装置包括发射模块、接收模块和温度控制系统,/n所述发射模块用于出射光脉冲;/n所述接收模块用于接收经物体反射回的至少部分光脉冲,以及根据所述接收的至少部分光脉冲确定所述物体相对所述测距装置的距离;/n所述温度控制系统包括:/n加热电路和/或散热模块,所述加热电路用于对待控温器件进行加热,所述散热模块用于对所述待控温器件进行散热;/n控制模块,用于基于所述待控温器件的当前环境温度和目标温度的比较结果,控制所述加热电路和/或所述散热模块运行或关闭。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种测距装置,其特征在于,所述测距装置包括发射模块、接收模块和温度控制系统,
所述发射模块用于出射光脉冲;
所述接收模块用于接收经物体反射回的至少部分光脉冲,以及根据所述接收的至少部分光脉冲确定所述物体相对所述测距装置的距离;
所述温度控制系统包括:
加热电路和/或散热模块,所述加热电路用于对待控温器件进行加热,所述散热模块用于对所述待控温器件进行散热;
控制模块,用于基于所述待控温器件的当前环境温度和目标温度的比较结果,控制所述加热电路和/或所述散热模块运行或关闭。


如权利要求1所述的测距装置,其特征在于,所述控制模块包括:
处理器,用于获取所述待控温器件的环境温度,并将所述当前环境温度与所述目标温度进行比较后生成控制信号;
加热控制电路和/或散热控制电路,所述加热控制电路用于获取所述控制信号,以及控制所述加热电路根据所述控制信号运行或关闭,所述散热控制电路用于获取所述控制信号,控制所述散热模块根据所述控制信号运行或关闭。


如权利要求2所述的测距装置,其特征在于,所述目标温度包括第一目标温度和第二目标温度,其中,所述第一目标温度小于所述第二目标温度,所述处理器具体用于:
获取所述待控温器件的当前环境温度,将所述当前环境温度与所述目标温度进行比较,若所述当前环境温度小于所述第一目标温度,则生成第一控制信号,用于控制所述加热电路运行或控制所述散热模块关闭,若所述当前环境温度大于第二目标温度,则生成第二控制信号,用于控制所述加热电路关闭或控制所述散热模块运行。


如权利要求2所述的测距装置,其特征在于,所述加热控制电路包括第一开关电路,所述第一开关电路的控制端连接所述控制信号,所述控制信号用于控制所述第一开关电路的通断时间。


如权利要求4所述的测距装置,其特征在于,所述控制信号包括PWM信号,通过所述PWM信号的占空比控制所述第一开关电路的通断时间,以控制所述加热电路的运行时间或关闭时间。


如权利要求4所述的测距装置,其特征在于,所述第一开关电路的输入端电连接所述加热电路的输出端,所述第一开关电路的输出端接地;
和/或,所述加热电路的输入端电连接电源电压。


如权利要求4所述的测距装置,其特征在于,所述第一开关电路包括第一MOS管,所述控制信号连接所述第一MOS管的控制端,所述第一MOS管的源端和漏端中的一个作为所述第一开关电路的输入端,另一个作为所述第一开关电路的输出端。


如权利要求4所述的测距装置,其特征在于,加热控制电路还包括第一滤波电路,用于对输入至所述第一开关电路之前的控制信号进行滤波。


如权利要求8所述的测距装置,其特征在于,所述第一滤波电路的输入端电连接所述控制信号,所述第一滤波电路的输出端接地。


如权利要求9所述的测距装置,其特征在于,所述第一滤波电路包括并联设置的一个电阻和一个电容。


如权利要求4所述的测距装置,其特征在于,所述测距装置还包括开关电源,用于将所述控制信号转换为直流电压,以使所述加热电路持续发热。


如权利要求11所述的测距装置,其特征在于,所述开关电源包括:
第二开关电路,用于控制所述开关电源的储能电路的充放电;
储能电路,用于在所述第二开关电路导通时储存电能以及在所述第二开关电路截止时放电;
输出滤波电路,用于在所述第二开关电路导通时充电以及在所述第二开关电路截止时放电。


如权利要求12所述的测距装置,其特征在于,
所述第二开关电路的输入端电连接电源电压,所述第二开关电路的输出端电连接所述储能电路的输入端;以及
所述储能电路的输出端电连接所述输出滤波电路的输入端,所述输出滤波电路的输出端接地。


如权利要求12所述的测距装置,其特征在于,所述第二开关电路包括第二MOS管,其中,所述第二MOS管的源端和漏端中的一端电连接电源电压,另一端电连接所述储能电路的输入端。


如权利要求14所述的测距装置,其特征在于,所述第一开关电路包括NMOS晶体管和PMOS晶体管中的一个,和/或,所述第二MOS管包括PMOS晶体管。


如权利要求12所述的测距装置,其特征在于,所述开关电源还包括:
续流电路,所述续流电路在所述第二开关电路截止时导通,用于起到续流作用,以提供所述储能电路的放电回路。


如权利要求16所述的测距装置,其特征在于,所述续流电路的一端电连接所述储能电路的输入端,另一端接地。


如权利要求16所述的测距装置,其特征在于,所述续流电路包括二极管,其中,所述二极管的阴极电连接储能电路的输入端,所述二极管的阳极接地。


如权利要求12所述的测距装置,其特征在于,所述温度控制系统还包括分压电路,所述分压电路的分压节点电连接所述第二开关电路的控制端,用于控制所述第二开关电路导通或截止。


如权利要求19所述的测距装置,其特征在于,所述分压电路的输出端电连接所述加热控制电路的输入端,所述分压电路的输入端电连接所述电源电压。


如权利要求20所述的测距装置,其特征在于,所述分压电路包括串联的至少两个电阻。


如权利要求12所述的测距装置,其特征在于,所述开关电源包括BUCK开关电源,其中,所述储能电路包括电感,和/或,所述输出滤波电路包括电容。


如权利要求8至22任一项所述的测距装置,其特征在于,温度控制系统还包括:
第二滤波电路,用于对电源电压输出的电压进行滤波处理。


如权利要求23所述的测距装置,其特征在于,所述温度控制系统还包括:
所述第二滤波电路的输入端电连接电源电压,所述第二滤波电路的输出端接地。


如权利要求10所述的测距装置,其特征在于,第一滤波电路包括至少一个电容。


如权利要求8至22任一项所述的测距装置,其特征在于,所述加热电路包括至少一个加热电阻。


如权利要求8至22任一项所述的测距装置,其特征在于,所述加热电路包括至少两个并联设置的加热电阻。


如权利要求1所述的测距装置,其特征在于,所述测距装置还包括:
电路板,所述待控温器件设置在所述电路板上;
导热层,所述导热层设置在所述待控温器件的下方,用于将所述加热电阻产生的热量传导至所述待控温器件。


如权利要求28所述的测距装置,其特征在于,在所述导热层上设置有至少一个热孤岛,所述热孤岛用于隔离其相对两侧的导热层。


如权利要求28所述的测距装置,其特征在于,多个所述热孤岛沿所述待控温器件的四周间隔排布成环形。


如权利要求28所述的测距装置,其特征在于,所述环形包括圆环形或多边环形。


如权利要求28所述的测距装置,其特征在于,每个所述热孤岛呈长条形。


如权利要求28至32任一项所述的测距装置,其特征在于,所述热孤岛为贯穿所述导热层的开口。


如权利要求28至32任一项所述的测距装置,其特征在于,所述导热层的材料包括地层。


如权利要求1所述的测距装置,其特征在于,所述目标温度包括第一目标温度和第二目标温度,所述第二目标温度大于所述第一目标温度,所述散热控制电路具体用于:
当所述当前环境温度小于所述第一目标温度,控制所述散热模块关闭;
当所述当前环境温度大于或等于所述第二目标温度...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄森洪吴敬阳徐宗财刘祥
申请(专利权)人:深圳市大疆创新科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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