激光测距信号处理装置、激光测距设备及其对应的方法制造方法及图纸

本申请提供了一种激光测距以及相应的信号处理方案，由双路比较采集模块对第二电信号进行两路处理，分别与低电平阈值和高电平阈值进行比较，确定第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值，然后再由信号校准模块根据第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值对确定信号类别，并对根据信号类别采用相应的方式校准激光脉冲飞行时间。由于采用了双路比较采集模块对电信号进行两路分别处理，基于低电平阈值和高电平阈值分别采集两个时间值，可以获得信号的二维信息，对信号波形的几何特征进行有效的还原，完成对激光脉冲飞行时间进行校准，以提高了测距的精度，并且通过对信号的分类处理，提高了复杂场景的检出率，减少了误检可能性。少了误检可能性。少了误检可能性。

【技术实现步骤摘要】
激光测距信号处理装置、激光测距设备及其对应的方法


[0001]本申请涉及激光测距
，尤其涉及一种激光测距信号处理装置、激光测距设备及其对应的方法。

技术介绍

[0002]激光测距技术作为一种高精度的测距方案，因其具有测距极限远、光束指向性高、响应速度快等特点而越来越受到工程人员的广泛关注。
[0003]当前应用于激光测距的技术手段主要有三大类，包括(1)相似三角法原理，将测距范围按相似三角形关系投射到接收平面，根据接收光斑投射到接收平面的位置推算出被测物的距离，(2)相位干涉法，通过采集相干效应推算干涉光的相位，进而得到被测物的距离，(3)脉冲激光飞行时间(TOF，Time of flight)法，通过采集激光脉冲飞行时间来测量距离。在这几种测量原理中，相似三角法原理无法保证远距离的测量精度，而且测量频率较低；而相位干涉法同样存在测量速度较慢，成本较高的问题，因此，当前主要采用的远距离测量手段还是脉冲激光飞行时间法。
[0004]现有的脉冲激光飞行时间法一般都仅使用单路比较器，同时配置单路时间采集器实现阈值的比较和时间采集。因此，反射光的信号几何特征无法得到真实的还原，信号校准模块在处理时只能根据采集到一路时间数据进行处理，从而无法鉴别被采集到信号是不是被测物反射光的真实信号波，不能有效地反映真实的波形，导致无法对激光脉冲飞行时间的值进行准确地校准，尤其是对透明物体的识别度都较差，容易造成误检。

技术实现思路

[0005]本申请的一个目的是提供一种激光测距信号处理装置、激光测距设备及其对应的方法，用以解决现有技术中准确性不足、容易造成误检的问题。
[0006]为实现上述目的，本申请提供了一种激光测距信号处理装置，该装置包括：
[0007]光电转换模块，用于将所接收的激光信号转换为第一电信号；
[0008]放大模块，与所述光电转换模块连接，用于将所述第一电信号进行放大处理，并输出第二电信号；
[0009]双路比较采集模块，与所述放大模块连接，用于将第二电信号分别与低电平阈值和高电平阈值进行比较，确定第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值，其中，所述第一时间值为第二电信号中首个达到低电平阈值的上升沿的时间值，所述第二时间值为第二电信号中首个达到高电平阈值的上升沿的时间值，所述第三时间值为第二电信号中首个达到高电平阈值的下降沿的时间值，所述第四时间值为第二电信号中首个达到低电平阈值的下降沿的时间值；
[0010]信号校准模块，用于根据所述第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值对确定信号类别，并对根据所述信号类别采用相应的方式校准激光脉冲飞行时间。
[0011]本申请还提供了一种激光测距设备，该设备包括前述的激光测距信号处理装置以
及计算模块，所述激光测距信号处理装置用于获取激光脉冲飞行时间，所述计算模块用于根据所述激光脉冲飞行时间计算距离值。
[0012]基于本申请的另一方面，还提供了一种激光测距信号处理方法，该方法包括：
[0013]将所接收的激光信号转换为第一电信号；
[0014]将所述第一电信号进行放大处理，并输出第二电信号；
[0015]将第二电信号分别与低电平阈值和高电平阈值进行比较，确定第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值，其中，所述第一时间值为第二电信号中首个达到低电平阈值的上升沿的时间值，所述第二时间值为第二电信号中首个达到高电平阈值的上升沿的时间值，所述第三时间值为第二电信号中首个达到高电平阈值的下降沿的时间值，所述第四时间值为第二电信号中首个达到低电平阈值的下降沿的时间值；
[0016]根据所述第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值对确定信号类别，并对根据所述信号类别采用相应的方式校准激光脉冲飞行时间。
[0017]本申请还提供了一种激光测距方法，该方法包括：
[0018]将所接收的激光信号转换为第一电信号；
[0019]将所述第一电信号进行放大处理，并输出第二电信号；
[0020]将第二电信号分别与低电平阈值和高电平阈值进行比较，确定第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值，其中，所述第一时间值为第二电信号中首个达到低电平阈值的上升沿的时间值，所述第二时间值为第二电信号中首个达到高电平阈值的上升沿的时间值，所述第三时间值为第二电信号中首个达到高电平阈值的下降沿的时间值，所述第四时间值为第二电信号中首个达到低电平阈值的下降沿的时间值；
[0021]根据所述第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值对确定信号类别，并对根据所述信号类别采用相应的方式校准激光脉冲飞行时间；
[0022]根据所述激光脉冲飞行时间计算距离值。
[0023]相较于现有技术，本申请提供的方案中，由双路比较采集模块对放大后的第二电信号进行两路处理，分别与低电平阈值和高电平阈值进行比较，确定第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值，然后再由信号校准模块根据所述第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值对确定信号类别，并对根据所述信号类别采用相应的方式校准激光脉冲飞行时间。由于采用了双路比较采集模块对电信号进行两路分别处理，基于低电平阈值和高电平阈值分别采集两个时间值，从而可以获得信号的二维信息，对信号波形的几何特征进行有效的还原，完成对激光脉冲飞行时间进行校准，以提高了测距的精度，并且通过对信号的分类处理，提高了复杂场景的检出率，减少了误检可能性。
附图说明
[0024]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0025]图1为本申请实施例提供的一种激光测距信号处理装置的结构示意图；
[0026]图2为本申请实施例中的一种电压信号波形示意图；
[0027]图3为本申请实施例中的一种用于采集信号的低电平比较器与低电平时间采集器的电路结构示意图；
[0028]图4为本申请实施例中的一种用于采集信号的高电平比较器与高电平时间采集器的电路结构示意图；
[0029]图5为本申请实施例中第二信号类别对应的一种波形示意图；
[0030]图6为本申请实施例中第三信号类别对应的一种波形示意图；
[0031]图7为本申请实施例中第四信号类别对应的一种波形示意图；
[0032]图8为本申请实施例中第五信号类别对应的一种波形示意图；
[0033]图9为本申请实施例中第六信号类别对应的一种波形示意图；
[0034]图10为本申请实施例中第七信号类别对应的一种波形示意图；
[0035]图11为本申请实施例中第八信号类别对应的一种波形示意图；
[0036]图12为本申请实施例中第九信号类别对应的一种波形示意图；
[0037]图13为本申请实施例中第十信号类别对应的一种波形示意图；
[0038]图14为本申请实施例提供的一种激光测距设备的机构示意图；
[0039]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光测距信号处理装置，其特征在于，该装置包括：光电转换模块，用于将所接收的激光信号转换为第一电信号；放大模块，与所述光电转换模块连接，用于将所述第一电信号进行放大处理，并输出第二电信号；双路比较采集模块，与所述放大模块连接，用于将第二电信号分别与低电平阈值和高电平阈值进行比较，确定第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值，其中，所述第一时间值为第二电信号中首个达到低电平阈值的上升沿的时间值，所述第二时间值为第二电信号中首个达到高电平阈值的上升沿的时间值，所述第三时间值为第二电信号中首个达到高电平阈值的下降沿的时间值，所述第四时间值为第二电信号中首个达到低电平阈值的下降沿的时间值；信号校准模块，用于根据所述第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值对确定信号类别，并对根据所述信号类别采用相应的方式校准激光脉冲飞行时间。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双路比较采集模块，包括：双路比较模块，包括低电平比较器和高电平比较器，分别与所述放大模块连接，所述低电平比较器用于将第二电信号与低电平阈值比较，截取超过所述低电平阈值的第三电信号，并根据所述第三电信号确定第一采集时间点和第四采集时间点，所述高电平比较器用于将第二电信号与高电平阈值比较，截取超过所述高电平阈值的第四电信号，并根据所述第四电信号确定第二采集时间点和第三采集时间点，其中，所述第一采集时间点是第三电信号的首个上升沿的起始时间，所述第二采集时间点是第四电信号的首个上升沿的起始时间，所述第三采集时间点是第四电信号的首个下降沿的结束时间，所述第四采集时间点是第三电信号的首个下降沿的结束时间；双路时间采集模块，包括低电平时间采集器和高电平时间采集器，分别与双路比较模块中的低电平比较器和高电平比较器连接，所述低电平时间采集器用于根据第一采集时间点、第四采集时间点以及激光发射时间确定第一时间值和第四时间值，所述高电平时间采集器用于根据第二采集时间点、第三采集时间点以及激光发射时间确定第二时间值和第三时间值。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号校准模块，用于根据所述第一时间值、第二时间值、第三时间值和第四时间值还原激光信号的波形特征，并根据所述波形特征对激光信号进行分类，确定信号类别。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述信号类别包括第一信号类别，所述第一信号类别对应单一独立的脉冲信号，且该脉冲信号的幅值至少高于低电平阈值。5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述信号类别包括第二信号类别，所述第二信号类别对应两个独立的脉冲信号，且两个的信号幅值都高于高电平阈值。6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述信号类别包括第三信号类别，所述第三信号类别对应两个独立的脉冲信号，前一个脉冲信号的幅值高于高电平阈值，且后一个脉冲信号的幅值低于高电平阈值并高于低电平阈值。7.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述信号类别包括第四信号类别，所述第四信号类别对应两个独立的脉冲信号，前一个脉冲信号的幅值低于高电平阈
值并高于低电平阈值，且后一个脉冲信号的幅值高于高电平阈值。8.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述信号类别包括第五信号类别，所述第五信号类别对应两个叠加的脉冲信号，两个脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎龙飞，赖敏，陈士凯，黄珏珅，林凌，
申请(专利权)人：上海思岚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：