[發(fā)明專利]脈沖參數(shù)加密的激光測距系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810217077.2
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108415028A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶京;蔣柏嫻;蔣偉
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市砝石激光雷達(dá)有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10
• 代理公司: 深圳市華騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44370
• 代理人: 彭年才

本發(fā)明涉及一種脈沖參數(shù)加密的激光測距系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括激光探測器、脈沖發(fā)射系統(tǒng)、激光脈沖接收系統(tǒng)、微控制器、時(shí)間間隔測量單元及脈沖調(diào)制編碼裝置，激光脈沖接收系統(tǒng)用于在探測目標(biāo)反射的脈沖回波進(jìn)入激光探測器前進(jìn)行接收和處理，微控制器分別控制激光探測器、脈沖發(fā)射系統(tǒng)、激光脈沖接收系統(tǒng)并進(jìn)行計(jì)算與處理，脈沖調(diào)制編碼裝置在微控制器控制下對脈沖發(fā)射系統(tǒng)的激光發(fā)射脈沖頻率、寬度或峰值功率隨機(jī)調(diào)制編碼發(fā)送和接收解調(diào)，時(shí)間間隔測量單元用于計(jì)時(shí)，微控制器在解調(diào)時(shí)根據(jù)時(shí)間間隔測量單元記錄的時(shí)間和激光發(fā)射脈沖頻率、寬度或峰值解調(diào)出對應(yīng)的接收激光，測得所需數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)能有效消除干擾、防致盲、誘偏能力強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光掃描技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脈沖參數(shù)加密的激光測距系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光掃描技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于測量、交通、駕駛輔助和無人機(jī)、移動機(jī)器人以及軍事等領(lǐng)域。現(xiàn)有的激光雷達(dá)一般制造成本高，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，有些則是體積和質(zhì)量都較大，不利于在激光雷達(dá)在駕駛輔助系統(tǒng)、無人駕駛系統(tǒng)及移動機(jī)器人、無人駕駛飛機(jī)避障與導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用。

激光測距是以激光器作為光源進(jìn)行測距，目前，根據(jù)激光工作的方式不同，可分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。氦氖、氬離子、氪鎘等氣體激光器工作于連續(xù)輸出狀態(tài)，用于相位式激光測距；雙異質(zhì)砷化鎵半導(dǎo)體激光器，用于紅外測距；紅寶石、釹玻璃等固體激光器，用于脈沖式激光測距。

脈沖式激光測距大多應(yīng)用于測量數(shù)十至數(shù)百米的距離測量中，具有測量距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)精確率高的特點(diǎn)，其測量精度一般達(dá)到厘米量級。例如，脈沖激光測距是彈載對地近場測距的主要手段，由于內(nèi)部和外部產(chǎn)生的干擾而導(dǎo)致虛警的問題，尤其是在惡劣環(huán)境如陽光、雪、雨水、煙塵及其它大氣顆粒等環(huán)境下，干擾影響較大，使彈載脈沖激光測距精度嚴(yán)重下降，導(dǎo)致彈爆對地殺傷力嚴(yán)重減弱。因此，如何有效的消除內(nèi)部或外部產(chǎn)生的干擾成為當(dāng)前脈沖式激光測距的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種能有效消除虛警干擾、抗干擾能力強(qiáng)和防致盲、誘偏能力強(qiáng)和精度高的脈沖參數(shù)加密的激光測距系統(tǒng)和方法。

一種脈沖參數(shù)加密的激光測距系統(tǒng)，包括激光探測器、脈沖發(fā)射系統(tǒng)、激光脈沖接收系統(tǒng)、微控制器、時(shí)間間隔測量單元及脈沖調(diào)制編碼裝置，所述脈沖發(fā)射系統(tǒng)用于發(fā)射脈沖激光，所述激光脈沖接收系統(tǒng)用于在探測目標(biāo)反射的脈沖回波進(jìn)入激光探測器前進(jìn)行接收和處理，所述微控制器分別與激光探測器、脈沖發(fā)射系統(tǒng)、激光脈沖接收系統(tǒng)連接并提供相應(yīng)的控制信號，以讀取相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與處理，所述脈沖調(diào)制編碼裝置分別與微控制器連接、脈沖發(fā)射系統(tǒng)連接，并在微控制器控制下對脈沖發(fā)射系統(tǒng)的激光發(fā)射脈沖頻率、寬度或峰值功率隨機(jī)調(diào)制編碼發(fā)送和接收解調(diào)，所述時(shí)間間隔測量單元與微控制器以及脈沖調(diào)制編碼裝置連接，用于即時(shí)記錄激光發(fā)射脈沖頻率、寬度或峰值功率隨機(jī)調(diào)制編碼的時(shí)間、計(jì)時(shí)終點(diǎn)并反饋給微控制器，所述微控制器在解調(diào)時(shí)根據(jù)時(shí)間間隔測量單元記錄的時(shí)間和激光發(fā)射脈沖頻率、寬度或峰值解調(diào)出對應(yīng)的接收激光，測得所需數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述脈沖調(diào)制編碼裝置包括脈沖發(fā)生單元和脈沖調(diào)制單元，所述脈沖發(fā)生單元與脈沖發(fā)射系統(tǒng)連接，為激光發(fā)射單元提供所需的可調(diào)制的脈沖信號，所述脈沖調(diào)制單元與脈沖發(fā)生單元連接，以對脈沖信號進(jìn)行調(diào)制。

進(jìn)一步地，所述脈沖發(fā)射系統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光器、LD偏置電壓發(fā)生器、LD驅(qū)動電路，所述LD偏置電壓發(fā)生器與半導(dǎo)體激光器連接，以提供工作所需的偏置電壓并加載至LD驅(qū)動電路中，驅(qū)動半導(dǎo)體激光器發(fā)光，所述脈沖發(fā)生單元與LD驅(qū)動電路連接，為LD驅(qū)動電路提供所需的可調(diào)制的脈沖信號。