[發明專利]基于載波調制的激光雷達測距系統及測距方法

有效

• 申請號: 201710435593.8
• 申請日: 2017-06-11
• 公開（公告）號: CN107300705B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 雷述宇
• 申請（專利權）人: 寧波飛芯電子科技有限公司
• 主分類號: G01S17/36
• 分類號: G01S17/36;G01S17/931;G01S7/4863
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

為解決現有激光雷達測距系統測量精度低、抗干擾性差的問題，本發明提供了一種測量精度高、抗干擾性好的基于載波調制的激光雷達測距系統及測距方法。測距系統包括控制電路、光源、探測裝置、光學系統；控制電路包括主處理器和光源驅動電路；主處理器與光源驅動電路和所述探測裝置均相連；主處理器用于輸出一組偽隨機碼序列；光源驅動電路用偽隨機碼序列對光源發出的光信號進行低頻載波調制；光學系統用于將光源發出的光信號投射到待測目標物上，并將待測目標物反射的回波信號匯聚后投射到探測裝置上；探測裝置對所接收得回波信號進行采樣、差分放大、A/D轉換處理后輸出數字信號；主處理器根據所述數字信號計算相位，獲取待測目標物距離信息。

技術領域

本發明涉及一種基于載波調制的激光雷達測距系統及測距方法。

背景技術

隨著激光技術、嵌入式技術和集成光學的發展，激光測距正朝著數字化、自動化、低成本、小型化的方向發展。激光測距雷達具有精度高，系統體積小，測量迅速的優點，有著廣泛的應用前景。

激光雷達測距過程中如何獲得精準的目標位置，這對于提高圖像分辨率有著十分重要的作用，尤其是對于不斷運動的目標車輛，因車輛內部存在電磁干擾，容易造成測量不夠精準的問題。

另外，傳統的車載激光雷達探測器多數采用單點測試方式，其需要配置機械掃描裝置，掃描速度緩慢，圖像空間分辨率低。為了提高掃描速度需要選用焦平面陣列探測器，但是由于現有焦平面陣列探測器芯片封裝工藝絕大多數是將探測器陣列與讀出電路陣列分離為兩層，將探測器陣列置于芯片底層，其上一層為讀出電路的A/D轉換器及放大電路，二極管在接收光信號時先要透過二極管上層的讀出電路的線路層，由于光投射到線路層時容易發生光反射造成光損失，減少了二極管的受光量。

發明內容

基于以上背景，為解決現有激光雷達測距系統測量精度低、抗干擾性差的問題，本發明提供了一種測量精度高、抗干擾性好的基于載波調制的激光雷達測距系統及測距方法。

本發明所采用的技術解決方案是：

一種基于載波調制的激光雷達測距系統，包括控制電路、光源、探測裝置、光學系統；控制電路包括主處理器和光源驅動電路；

其特殊之處在于：

主處理器與光源驅動電路和所述探測裝置均相連；主處理器用于輸出一組偽隨機碼序列；

光源驅動電路用偽隨機碼序列對光源發出的光信號進行低頻載波調制；

光學系統用于將所述光源發出的光信號投射到待測目標物上，并將待測目標物反射的回波信號匯聚后投射到所述探測裝置上；

所述探測裝置對所接收得回波信號進行采樣、差分放大、A/D轉換處理后輸出數字信號；

所述主處理器根據所述數字信號計算相位，獲取待測目標物距離信息。

進一步地，上述探測裝置包括探測器陣列、信號采集處理單元、襯底、互連金屬、金屬布線層、時序控制電路和用于生成行選信號的行選模塊；

所述探測器陣列由多個獨立的、對應不同空間視場角的設置在所述襯底上的光電二極管構成；

所述信號采集處理單元包括采樣電路和由列差分放大電路、A/D轉換電路及數據輸出模塊構成的處理電路；數據輸出模塊包括用于生成列選信號的列選模塊；

采樣電路與所述光電二極管一一對應，每一個采樣電路與相應的光電二極管的負極端相連并集成于一體構成一個像素單元；所有像素單元組成一個像素單元陣列；

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，金屬布線層通過數據列線與處理電路相連；