[發(fā)明專利]基于載波調(diào)制的激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)及測(cè)距方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710435593.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN107300705B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷述宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波飛芯電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/36
• 分類號(hào): G01S17/36;G01S17/931;G01S7/4863
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種基于載波調(diào)制的激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)，包括控制電路、光源、探測(cè)裝置、光學(xué)系統(tǒng)；控制電路包括主處理器和光源驅(qū)動(dòng)電路；

其特征在于：

主處理器與光源驅(qū)動(dòng)電路和所述探測(cè)裝置均相連；主處理器用于輸出一組偽隨機(jī)碼序列；

光源驅(qū)動(dòng)電路用偽隨機(jī)碼序列對(duì)光源發(fā)出的光信號(hào)進(jìn)行低頻載波調(diào)制；

光學(xué)系統(tǒng)用于將所述光源發(fā)出的光信號(hào)投射到待測(cè)目標(biāo)物上，并將待測(cè)目標(biāo)物反射的回波信號(hào)匯聚后投射到所述探測(cè)裝置上；

所述探測(cè)裝置對(duì)所接收得回波信號(hào)基于所述偽隨機(jī)碼序列的調(diào)制進(jìn)行采樣，產(chǎn)生兩組電壓信號(hào)，其中每組電壓信號(hào)包括兩個(gè)電壓子信號(hào)，分別對(duì)兩組電壓信號(hào)進(jìn)行差分放大和A/D轉(zhuǎn)換處理后輸出數(shù)字信號(hào)；

所述主處理器根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)計(jì)算相位，獲取待測(cè)目標(biāo)物距離信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載波調(diào)制的激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于：所述探測(cè)裝置包括探測(cè)器陣列、信號(hào)采集處理單元、襯底、互連金屬、金屬布線層、時(shí)序控制電路和用于生成行選信號(hào)的行選模塊；

所述探測(cè)器陣列由多個(gè)獨(dú)立的、對(duì)應(yīng)不同空間視場(chǎng)角的設(shè)置在所述襯底上的光電二極管構(gòu)成；

所述信號(hào)采集處理單元包括采樣電路和由列差分放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路及數(shù)據(jù)輸出模塊構(gòu)成的處理電路；數(shù)據(jù)輸出模塊包括用于生成列選信號(hào)的列選模塊；

采樣電路與所述光電二極管一一對(duì)應(yīng)，每一個(gè)采樣電路與相應(yīng)的光電二極管的負(fù)極端相連并集成于一體構(gòu)成一個(gè)像素單元；所有像素單元組成一個(gè)像素單元陣列；

像素單元陣列和處理電路集成在所述襯底上，像素單元陣列通過互連金屬與金屬布線層相連，金屬布線層通過數(shù)據(jù)列線與處理電路相連；

列差分放大電路的數(shù)量等于像素單元陣列的列數(shù)，一個(gè)列差分放大電路對(duì)應(yīng)一列像素單元；每一列像素單元的所有采樣電路的輸出端均與該列像素單元所對(duì)應(yīng)的列差分放大電路的輸入端相連；所有列差分放大電路的輸出端均與所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；

A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述數(shù)據(jù)輸出模塊的輸入端相連；A/D轉(zhuǎn)換電路用于將列差分放大電路輸出的電壓差值信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；時(shí)序控制電路用于控制所述行選模塊和所述列選模塊工作；數(shù)據(jù)輸出模塊用于輸出通過所述行選模塊和列選模塊所確定的光電二極管所對(duì)應(yīng)的用于計(jì)算相位的數(shù)字信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于載波調(diào)制的激光雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于：所述采樣電路包括NMOS管NM7，開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6，電容C1、C2；開關(guān)S1～S4均由一個(gè)NMOS管和一個(gè)PMOS管對(duì)接構(gòu)成，開關(guān)S5～S6均由一個(gè)PMOS管構(gòu)成；開關(guān)S1～S4的NMOS管分別記為NM1、NM2、NM3和NM4，開關(guān)S1～S4的PMOS管分別記為PM1、PM2、PM3和PM4，開關(guān)S5～S6的PMOS管分別記為PM5和PM6；

NM7的柵極接箝位電壓Vb，NM7的源極接光電二極管的負(fù)極端，NM7的漏極同時(shí)與NM1、NM2的漏極以及PM1、PM2的漏極相連；NM1和PM1的源極同時(shí)接電容C1的一端，NM2和PM2的源極同時(shí)接電容C2的一端；電容C1和電容C2的另一端分別接地；

NM1和PM1的源極還同時(shí)接PM5、PM3和NM3的漏極；NM1和PM1的柵極分別接控制信號(hào)Vs1和Vs2；PM5的源極接復(fù)位電源Vdd；PM5的柵極接復(fù)位電壓Vrst；PM3和NM3的源極相接作為采樣電路的其中一個(gè)輸出端Vout1；PM3和NM3的柵極分別接控制信號(hào)Vs3和Vs4；

NM2和PM2的源極還同時(shí)接PM6、PM4和NM4的漏極；NM2和PM2的柵極分別接控制信號(hào)Vs2和Vs1；PM6的源極接復(fù)位電源Vdd；PM6的柵極接復(fù)位電壓Vrst；PM4和NM4的源極相接作為采樣電路的另一個(gè)輸出端Vout2；PM4和NM4的柵極分別接控制信號(hào)Vs3和Vs4；

控制信號(hào)Vs1是由主處理器發(fā)出的送入信號(hào)采集處理單元的那一路偽隨機(jī)碼序列碼所發(fā)出的調(diào)制信號(hào)，控制信號(hào)Vs2由所述調(diào)制信號(hào)取反得到；

輸出端Vout1和Vout2分別連接列差分放大電路的兩個(gè)輸入端。