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

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710435593.8
• 申請日: 2017-06-11
• 公開（公告）號: CN107300705B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷述宇
• 申請（專利權(quán)）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(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

為解決現(xiàn)有激光雷達測距系統(tǒng)測量精度低、抗干擾性差的問題，本發(fā)明提供了一種測量精度高、抗干擾性好的基于載波調(diào)制的激光雷達測距系統(tǒng)及測距方法。測距系統(tǒng)包括控制電路、光源、探測裝置、光學(xué)系統(tǒng)；控制電路包括主處理器和光源驅(qū)動電路；主處理器與光源驅(qū)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(qū)動電路用偽隨機碼序列對光源發(fā)出的光信號進行低頻載波調(diào)制；光學(xué)系統(tǒng)用于將光源發(fā)出的光信號投射到待測目標(biāo)物上，并將待測目標(biāo)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(zhuǎn)換處理后輸出數(shù)字信號；主處理器根據(jù)所述數(shù)字信號計算相位，獲取待測目標(biāo)物距離信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于載波調(diào)制的激光雷達測距系統(tǒng)及測距方法。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)、嵌入式技術(shù)和集成光學(xué)的發(fā)展，激光測距正朝著數(shù)字化、自動化、低成本、小型化的方向發(fā)展。激光測距雷達具有精度高，系統(tǒng)體積小，測量迅速的優(yōu)點，有著廣泛的應(yīng)用前景。

激光雷達測距過程中如何獲得精準(zhǔn)的目標(biāo)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(biāo)車輛，因車輛內(nèi)部存在電磁干擾，容易造成測量不夠精準(zhǔn)的問題。

另外，傳統(tǒng)的車載激光雷達探測器多數(shù)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(xiàn)有焦平面陣列探測器芯片封裝工藝絕大多數(shù)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(zhuǎn)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(fā)生光反射造成光損失，減少了二極管的受光量。

發(fā)明內(nèi)容

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

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

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

其特殊之處在于：

主處理器與光源驅(qū)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(qū)動電路用偽隨機碼序列對光源發(fā)出的光信號進行低頻載波調(diào)制；

光學(xué)系統(tǒng)用于將所述光源發(fā)出的光信號投射到待測目標(biāo)物上，并將待測目標(biāo)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(zhuǎn)換處理后輸出數(shù)字信號；

所述主處理器根據(jù)所述數(shù)字信號計算相位，獲取待測目標(biāo)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(yīng)不同空間視場角的設(shè)置在所述襯底上的光電二極管構(gòu)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(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的列選模塊；

采樣電路與所述光電二極管一一對應(yīng)，每一個采樣電路與相應(yīng)的光電二極管的負極端相連并集成于一體構(gòu)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(shù)據(jù)列線與處理電路相連；