[發(fā)明專利]脈沖激光雷達(dá)的雙接收通道

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710179039.8
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106886014B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周國清;黃偉
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: G01S7/487
• 分類號: G01S7/487;G01S17/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種脈沖激光雷達(dá)的雙接收通道。包括前沿時(shí)刻鑒別通道、高通容阻時(shí)刻鑒別通道和門電路，前沿時(shí)刻鑒別通道中，輸入信號加于閾值比較器的正向輸入端，電源經(jīng)由電位器加于閾值比較器的反向輸入端，閾值能根據(jù)電位器調(diào)整；高通容阻時(shí)刻鑒別通道中，輸入信號經(jīng)高通濾波單元處理后加于高速比較器的正向輸入端，外加比較電壓經(jīng)由電位器加于高速比較器的反相輸入端，高速比較器的轉(zhuǎn)態(tài)發(fā)生于兩輸入信號相等的時(shí)刻，高通濾波次數(shù)是能選擇的；閾值比較器和高速比較器的輸出通過門電路相與，輸出的信號為所鑒別出的激光回波時(shí)刻。本發(fā)明能夠有效減小因回波幅度和噪聲干擾引起的定時(shí)漂移誤差，提高精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光測量領(lǐng)域，特別涉及一種高精度時(shí)刻鑒別電路，應(yīng)用于激光測距領(lǐng)域。

技術(shù)背景

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光測距的技術(shù)已經(jīng)趨于完善和成熟，其中脈沖激光測距法的發(fā)展迅速，應(yīng)用也十分廣泛。脈沖式激光測量采用激光器作為光源，發(fā)射出的激光經(jīng)被測量物體的反射后又被測距儀接收，測距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間，光速和往返時(shí)間的乘積的一半就是測距儀和被測量物體之間的距離，具備結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，可靠性高，抗干擾性能強(qiáng)，不需要合作目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，在民用和軍事上得到了廣泛應(yīng)用。

為了探測激光回波脈沖的到達(dá)時(shí)刻，一般采用時(shí)刻鑒別電路，時(shí)刻鑒別的目的在于將激光回波的模擬信號轉(zhuǎn)換為一個(gè)具有時(shí)間信息的數(shù)字邏輯信號。當(dāng)輸入信號的幅值滿足設(shè)定的要求，就產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號，將模擬信號轉(zhuǎn)換為由高低電平表示的數(shù)字信號。

目前主要的時(shí)刻鑒別方法有前沿時(shí)刻鑒別、恒比定時(shí)鑒別和高通容阻時(shí)刻鑒別；前沿時(shí)刻鑒別電路結(jié)構(gòu)簡單，但其精度受回波幅度的影響，閾值不好設(shè)定；恒比定時(shí)鑒別不受回波幅度的影響，但是測量遠(yuǎn)距離目標(biāo)時(shí)，回波脈沖往往很弱、信噪比低，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)間擾動(dòng)，從而影響時(shí)刻鑒別的精度；高通容阻時(shí)刻鑒別電路的鑒別時(shí)刻點(diǎn)一般在脈沖幅值點(diǎn)，但時(shí)間漂移較大；申請?zhí)枮?01510200729.8的發(fā)明公開了一種雙通道時(shí)刻鑒別電路的研究，其缺陷在于：恒比定時(shí)時(shí)刻鑒別與前沿時(shí)刻鑒別相結(jié)合不能更大的提高時(shí)刻鑒別精度，只是降低誤警、虛警概率。為了能夠同時(shí)解決波形變化和噪聲干擾引起的定時(shí)誤差，有必要對上述時(shí)刻鑒別電路進(jìn)行改進(jìn)和完善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種脈沖激光雷達(dá)的雙接收通道，能夠有效避免因回波幅度和回波干擾引起的漂移誤差，降低誤警和虛警概率，提高時(shí)刻鑒別的精度，從而進(jìn)一步有效提高脈沖式激光測距的測量精度。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種脈沖激光雷達(dá)的雙接收通道，包括前沿時(shí)刻鑒別通道、高通容阻時(shí)刻鑒別通道和門電路；前沿時(shí)刻鑒別通道中，輸入信號加于閾值比較器的正向輸入端，電源電壓經(jīng)由電位器加于閾值比較器的反向輸入端，閾值能根據(jù)電位器調(diào)整；高通容阻時(shí)刻鑒別通道中，高通濾波次數(shù)是能控制的，輸入信號經(jīng)高通濾波單元微分處理后加于高速比較器的正向輸入端，外加比較電壓經(jīng)由電位器加于高速比較器的反相輸入端，高速比較器的轉(zhuǎn)態(tài)發(fā)生于兩輸入端信號相等的時(shí)刻；將閾值比較器和高速比較器的輸出通過門電路相與。

本發(fā)明的有益效果是：采用一種脈沖激光雷達(dá)的雙接收通道，包括前沿時(shí)刻鑒別通道和高通容阻時(shí)刻鑒別通道結(jié)合，兩通道共同獲取和決定激光回波的到來時(shí)刻，即提高了時(shí)刻鑒別的精度，又降低了測量的虛警概率；一方面，前沿時(shí)刻鑒別通道通過設(shè)定合適的閾值，可避免鑒別的時(shí)刻受到疊加在激光回波上的噪聲干擾而產(chǎn)生誤觸發(fā)；另一方面，高通容阻時(shí)刻鑒別通道有效解決了激光回波脈沖幅度變化引起的時(shí)間游動(dòng)，使鑒別的時(shí)刻不受回波幅度的變化產(chǎn)生影響；本發(fā)明適合于高能量的窄脈沖和大距離范圍的探測，能夠克服波形變化和噪聲干擾引起的定時(shí)誤差。

附圖說明

圖1是本發(fā)明原理框圖。

圖2是本發(fā)明接收通道中前沿時(shí)刻鑒別通道電路圖。

圖3是本發(fā)明接收通道中高通容阻時(shí)刻鑒別通道電路圖。

圖4是本發(fā)明接收通道鑒別時(shí)刻與輸入信號幅度的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式