System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种信号处理装置、方法及调频连续波激光雷达制造方法及图纸_技高网

一种信号处理装置、方法及调频连续波激光雷达制造方法及图纸

技术编号:40700422 阅读:3 留言:0更新日期:2024-03-22 10:58
本发明专利技术涉及激光探测技术领域,公开一种信号处理装置、方法及调频连续波激光雷达,包括:光电探测器,用于获取拍频信号,并将拍频信号转换成电流信号;跨阻放大器,用于将电流信号转换为拍频模拟电压信号;预处理单元,用于将拍频模拟电压信号转换为数字信号;计算单元,用于检测数字信号的高低电平状态,并基于高低电平变化状态,计算得到拍频信号的频率;省去了多路ADC采集芯片,成本、体积和功耗都大幅降低,也利于多路扩展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光测距领域,具体涉及一种用于调频连续波激光雷达的信号处理装置、方法及调频连续波激光雷达


技术介绍

1、激光雷达探测技术通常使用tof(time of flight,脉冲飞行时间),通过发射脉冲激光束并测量接收物体反射光束所需的时间来测算物体的距离。但是,这种激光雷达抗互扰能力差,距离探测存在很大误差,于是近年来引入了调频连续波(fmcw,frequencymodulated continuous wave),以实现距离探测。

2、与tof探测技术不同,调频连续波通过发送和接收连续激光束,把回光(反射光束,rx)和本征信号(lo)做干涉,并利用混频探测技术来测量发送和接收的频率差异,再通过频率差换算出目标物的距离,能够以更高的精度和速度检测移动物体。

3、相关技术中,fmcw激光雷达采用离散傅里叶变换(discrete fourier transform,dft)或快速傅里叶变换(fast fourier transformation,fft)来计算拍频信号频率,该方法需要高速模数转换器(adc)来采集数据,成本较高,而且由于adc采集的数据量巨大,进而dft(或fft)的计算量也非常大,尤其在实现多路fmcw时,导致并行采集和计算困难。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术提供了一种用于调频连续波激光雷达的信号处理装置、方法及调频连续波激光雷达,以解决多路fmcw场景下的并行采集和计算困难的问题。

2、根据第一方面,本实施例提供一种用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,包括:光电探测器,用于获取拍频信号,并将拍频信号转换成电流信号;跨阻放大器,用于将电流信号转换为拍频模拟电压信号;预处理单元,用于将拍频模拟电压信号转换为数字信号;计算单元,用于检测数字信号的高低电平状态,并基于高低电平变化状态,计算得到拍频信号的频率。

3、通过执行上述实施方式,为了做到多路fmcw高频率拍频信号的并行测量,将每一路简化成高低电平,仅采用通用输入输出即可实现一路拍频信号的测量,使多路并行测量成为可能,避免使用多路adc采集所带来的复杂电路和高功耗高成本。

4、根据第二方面,本专利技术实施例还提供一种调频连续波激光雷达,包括:光学模组及信号处理装置,光学模组用于多路光斑的发射和接收,并将接收到的多路光斑分别与本征光波进行混频,并输出多路拍频信号;信号处理装置用于接收多光路拍频信号,并行计算每路拍频信号的频率。

5、通过执行上述实施方式,省去了多路adc采集芯片,成本、体积和功耗都大幅降低,也利于多路扩展,进而可以达到降低成本,有利于后续降低数据计算难度;另一方面,上述实施方式采用光混频方式,比射频电混频方案带宽高、噪声小、成本低。

6、根据第三方面,本专利技术实施例还提供一种用于激光雷达的信号处理方法,信号处理方法包括:获取多路拍频信号,针对每一路拍频信号,并行的执行如下步骤:将所述拍频信号转换成电流信号;将所述电流信号转换为拍频模拟电压信号;将所述拍频模拟电压信号转换为数字信号;检测所述数字信号的高低电平状态,并基于高低电平变化状态,计算得到当前一路拍频信号的频率。

7、通过执行上述实施方式,将每一路信号简化成高低电平,使多路并行测量成为可能,在进行多路扩展时无需新增额外的adc采集芯片,成本、体积和功耗都大幅降低,提供了一种多路fmcw高频率拍频信号的并行测量方案。

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【技术保护点】

1.一种用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述信号处理装置包括:

2.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述光电探测器具体为平衡光电探测器;

3.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述预处理单元包括:

4.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述计算单元具体为傅里叶计算单元;

5.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述计算单元具体为现场可编程门阵列;

6.根据权利要求5所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述现场可编程门阵列具体用于:

7.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述信号处理装置还包括:

8.根据权利要求7所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述计算单元还用于接收点云帧同步信号;

9.一种调频连续波激光雷达,其特征在于,所述激光雷达包括:光学模组及如权利要求1-8中任一项所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其中,

10.一种信号处理方法,其特征在于,应用于如权利要求1-8中任一项所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,该方法包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述信号处理装置包括:

2.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述光电探测器具体为平衡光电探测器;

3.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述预处理单元包括:

4.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述计算单元具体为傅里叶计算单元;

5.根据权利要求1所述的用于调频连续波激光雷达的信号处理装置,其特征在于,所述计算单元具体为现场可编程门阵列;

6.根据权利要求5所述的用于调频...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘敬伟韦钟辉
申请(专利权)人:国科光芯海宁科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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