[實用新型]一種脈沖激光雷達的多階高通容阻時刻鑒別電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721367322.5
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN207336744U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周國清;黃偉
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: G01S7/483
• 分類號: G01S7/483
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種脈沖激光雷達的多階高通容阻時刻鑒別電路。包括高通濾波電路、高速采樣電路、高速比較電路、門電路和控制器，高通濾波電路中，輸入脈沖信號轉(zhuǎn)換成雙極性信號并輸出；高速采樣電路采樣濾波輸出信號并傳給控制器；門電路一與高通濾波電路反向并聯(lián)，門電路二串聯(lián)在高通濾波電路輸出端和高速比較器的同相輸入端；控制器分析濾波輸出數(shù)據(jù)并控制門電路一和門電路二的選通狀態(tài)；高速比較器的反向輸入端接零電平，高速比較器的轉(zhuǎn)態(tài)發(fā)生于兩輸入信號相等的時刻，高速比較器的輸出信號為所鑒別出的激光回波時刻。本實用新型能夠有效壓縮因回波信號上升沿和噪聲干擾引起的定時漂移誤差，提高時刻鑒別精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光雷達領(lǐng)域，特別涉及一種高精度時刻鑒別電路，應(yīng)用于激光測量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著激光雷達技術(shù)的發(fā)展，激光測量精度越來越高，其中脈沖激光測距發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍廣。脈沖激光測量通過激光器發(fā)射激光，經(jīng)目標(biāo)物體反射被接收端接收，接收系統(tǒng)測量出激光往返的時間，并計算出激光雷達與目標(biāo)的距離。激光雷達作為一種主動探測傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高、抗干擾性能強等優(yōu)點，在軍事、工業(yè)制造以及社會生活的各方面得到了廣泛應(yīng)用。

時刻鑒別電路是確定回波信號到達激光雷達接收器的時刻。傳統(tǒng)的時刻鑒別方法有前沿時刻鑒別、恒比定時鑒別和高通容阻時刻鑒別；前沿時刻鑒別精度受閾值的影響，閾值偏高或偏低會帶來漏檢和虛警；恒比定時鑒別需要較寬的回波信號，當(dāng)回波信號脈寬很小時，對測量電子器件性能要求高；高通容阻時刻鑒別將單極性信號轉(zhuǎn)變成雙極性信號，通過零點比較確定定時點在回波信號峰值點，但時間漂移較大。為了能夠同時解決回波信號上升沿時間變化和幅值引起的定時漂移誤差，有必要對上述時刻鑒別電路進行改進提高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種脈沖激光雷達的多階高通容阻時刻鑒別電路，能夠有效避免因回波信號上升沿時間變化和幅值引起的定時漂移誤差，壓縮定時誤差，降低漏檢和虛警概率，提高時刻鑒別的精度，從而進一步有效提高脈沖激光測量的精度。

為實現(xiàn)本實用新型之目的，采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種脈沖激光雷達的多階高通容阻時刻鑒別電路，包括高通濾波電路、高速采樣電路、高速比較電路、門電路和控制器；高通濾波電路中，輸入脈沖信號轉(zhuǎn)換成雙極性信號并輸出；高速采樣電路對濾波輸出信號采樣；門電路一與高通濾波電路反向并聯(lián)，門電路二串聯(lián)在高通濾波電路輸出端和高速比較器的同相輸入端；控制器分析濾波輸出數(shù)據(jù)并控制門電路一和門電路二的選通狀態(tài)；高速比較器的反向輸入端接零電平，高速比較器的轉(zhuǎn)態(tài)發(fā)生于兩輸入信號相等的時刻，高速比較器的輸出信號為所鑒別出的激光回波時刻。

本實用新型的有益效果是：采用一種脈沖激光雷達的多階高通容阻時刻鑒別電路，包括高通濾波電路、高速采樣電路、高速比較電路、門電路和控制器相結(jié)合，高通濾波電路針對回波信號斜率特征進行微分操作，降低了漏檢和虛警概率；控制器分析濾波輸出數(shù)據(jù)，控制濾波操作的階數(shù)，提高了定時精度；一方面，高通濾波電路避免了激光回波脈沖幅度變化引起的漏檢和虛警，使時刻鑒別操作不受回波幅度變化的影響；另一方面，控制器與高速采樣電路相結(jié)合，能有效獲取高通濾波輸出信號的脈寬、上升沿時間等數(shù)據(jù)，通過設(shè)定參數(shù)來控制濾波次數(shù)，可避免高通濾波操作次數(shù)過多而產(chǎn)生時刻鑒別錯誤；本實用新型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誤差。

附圖說明

圖1為本實用新型原理框圖。

圖2為本實用新型時刻鑒別的輸入與輸出信號的關(guān)系圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步說明。

實施例：