[發(fā)明專利]一種PSD信號(hào)的處理方法

無效

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• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN103256992A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張平;關(guān)秋祺;朱佳麗;劉效東
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇北方湖光光電有限公司
• 主分類號(hào): G01J11/00
• 分類號(hào): G01J11/00
• 代理公司: 總裝工程兵科研一所專利服務(wù)中心 32002
• 代理人: 楊立秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電探測中的信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種PSD信號(hào)處理方法。?

背景技術(shù)

?PSD為橫向光電器件，具有光斑重心敏感能力，通過電路處理可直接得到該光斑在敏感面上的坐標(biāo)。相比于CCD系統(tǒng)，PSD系統(tǒng)不需要復(fù)雜的圖像處理技術(shù)、系統(tǒng)帶寬更高、定位精度更高、成本更低。在PSD實(shí)際應(yīng)用中，產(chǎn)品的使用環(huán)境總是具有各種環(huán)境干擾光，這些環(huán)境光使得PSD輸出的光電信號(hào)存在較大的誤差，進(jìn)而影響PSD對光斑定位的精度。因此，PSD在外露環(huán)境下使用時(shí)必須消除環(huán)境光的影響。?

目前，消除環(huán)境光對PSD信號(hào)的影響，主要有交流信號(hào)處理與直流信號(hào)處理兩種手段。?

交流方式通過隔直電容僅讓交流信號(hào)通過，此時(shí)探測到的光必須為交流光（脈沖）。交流處理電路主要采用采樣---保持方式進(jìn)行，在信號(hào)到來時(shí)通過采樣點(diǎn)進(jìn)行電平保持將電平維持在一個(gè)恒定值，在信號(hào)過后再來一個(gè)采樣點(diǎn)獲取新的保持電平，將這兩個(gè)電平進(jìn)行相減可以獲取此時(shí)信號(hào)的幅值。對于交流信號(hào)處理過程中的發(fā)光光源，通常采用脈沖放光方式。對于脈沖光而言，其強(qiáng)度在時(shí)域上受到驅(qū)動(dòng)脈沖能力、溫度等影響，呈現(xiàn)為一個(gè)變化波形，這對采樣點(diǎn)的控制提出了較多要求，使得系統(tǒng)較為復(fù)雜；同時(shí)，系統(tǒng)在應(yīng)用中會(huì)受到整體轉(zhuǎn)動(dòng)引起的環(huán)境光進(jìn)入、內(nèi)部開關(guān)燈影響，這些呈現(xiàn)了一定的交流光特性，直接進(jìn)入到系統(tǒng)中，影響了系統(tǒng)精度。交流處理電路需要對PSD的四角輸出信號(hào)進(jìn)行同時(shí)隔直處理，結(jié)合后繼的采樣控制，在實(shí)現(xiàn)過程中要保持四路相同的特性較為困難，且增大的系統(tǒng)的復(fù)雜性，在電路實(shí)現(xiàn)過程中顯得較為復(fù)雜且難以控制一致性。?

直流信號(hào)處理就是直接將PSD信號(hào)進(jìn)行放大，因而環(huán)境光直接疊加在信號(hào)光源上，不需通過后期處理電路進(jìn)行信號(hào)提取。對于直流信號(hào)處理手段有研究人員根據(jù)環(huán)境光干擾抑制思路，在接收光路外面單獨(dú)用一只PSD進(jìn)行環(huán)境光接收，并以此數(shù)值為環(huán)境光參量。該方法可一定程度上解決上述的環(huán)境光干擾問題，但由于照明光源也會(huì)一定程度的進(jìn)入到該P(yáng)SD內(nèi)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有所下降，且系統(tǒng)多采用了一只PSD探測器，使得成本造價(jià)較高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種PSD信號(hào)處理方法，該方法能夠去除環(huán)境光對PSD的影響，獲得光源的真實(shí)信號(hào)，提高PSD對光源的定位精度，且所需設(shè)備較少，能夠節(jié)約成本。?

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括：?

步驟一，利用PSD采集脈沖光源的原始信號(hào)；

步驟二，利用同一個(gè)PSD采集環(huán)境光信號(hào)；

步驟三，對脈沖光源原始信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)進(jìn)行處理，獲得脈沖光源的真實(shí)信號(hào)；

步驟四，輸出脈沖光源的真實(shí)信號(hào)。

優(yōu)選地，所述步驟一中，利用PSD采集脈沖光源原始信號(hào)的具體步驟為：在PSD前面設(shè)置一個(gè)脈沖光源，脈沖光源發(fā)出的脈沖光及環(huán)境光經(jīng)過帶有光學(xué)窄帶濾波的物鏡成像后，在PSD上形成光強(qiáng)信號(hào)，光強(qiáng)信號(hào)從PSD的四個(gè)引腳輸出，通過PSD前置放大器放大后，經(jīng)A/D模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。?

????優(yōu)選地，所述步驟二中，利用同一個(gè)PSD采集環(huán)境光信號(hào)的具體步驟為：脈沖光源關(guān)閉時(shí)，PSD采集經(jīng)過帶有光學(xué)窄帶濾波的物鏡成像后的環(huán)境光，在PSD上形成光強(qiáng)信號(hào)，光強(qiáng)信號(hào)從PSD的四個(gè)引腳輸出，通過PSD前置放大器放大后，經(jīng)A/D模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。?

優(yōu)選地，所述步驟三中，按照以下公式對脈沖光源原始信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)進(jìn)行處理，獲得脈沖光源的真實(shí)信號(hào)：?

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其中I_k,j為k號(hào)LED燈在PSD上j號(hào)管腳上的真實(shí)信號(hào)，k為1、2、3……，j為1、2、3、4；I_ik,j為k號(hào)脈沖在PSD上j號(hào)管腳上的單次采樣信號(hào)，I_ih,j為環(huán)境光在PSD上j號(hào)管腳上的單次采樣信號(hào)，n為采樣次數(shù)。

本發(fā)明通過PSD系統(tǒng)先后采集了脈沖光源的原始信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)，將脈沖光源的原始信號(hào)減去環(huán)境光信號(hào)，就得到了脈沖光源的真實(shí)信號(hào)。PSD系統(tǒng)根據(jù)脈沖光源的真實(shí)信號(hào)就可以更為精確的確定光源的位置。而且本發(fā)明沒有采用獨(dú)立PSD器件檢測環(huán)境光，使得成本大幅下降。?

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的流程圖；?

具體實(shí)施方式