[發(fā)明專利]激光測距系統(tǒng)及激光測距方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010134947.7
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN113419250A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高紅彪
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S7/48;G01S7/486
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請?zhí)峁┮环N激光測距系統(tǒng)及激光測距方法。其中，該激光測距系統(tǒng)包括比較器、控制模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊和信號處理模塊。比較器用于當(dāng)參考電信號的幅值大于閾值時，向控制模塊發(fā)送觸發(fā)信號。控制模塊用于從接收到觸發(fā)信號的時刻開始，延遲第一時長，指示模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊開始對參考電信號和回波電信號進(jìn)行采樣；以及，繼續(xù)延遲第二時長，指示模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊停止對參考電信號采樣；以及，繼續(xù)延遲第三時長，指示模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊停止對回波電信號采樣；信號處理模塊用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)生成測距結(jié)果。由此可見，本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，能夠精確控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊的使能和關(guān)閉，減少模轉(zhuǎn)換器模塊對信號的采樣時長，降低數(shù)據(jù)量，節(jié)省系統(tǒng)能耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及測控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光測距系統(tǒng)及激光測距方法。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)是一種主動式的激光測距傳感器，可以應(yīng)用于自動駕駛、各類機(jī)器人(如：工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人等)、無人機(jī)等領(lǐng)域，是上述領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵部分。激光雷達(dá)由激光器產(chǎn)生激光信號，并且將激光信號分割成兩路光信號，其中一路光信號用于照射被測物體，另一路信號作為參考光信號。激光雷達(dá)可以根據(jù)參考光信號與被測反射的回波光信號的時間差，計算被測物體與激光雷達(dá)之間的距離。

目前，一些激光雷達(dá)方案使用連續(xù)混沌激光作為光源，以利用混沌激光的隨機(jī)性實(shí)現(xiàn)抗干擾的目的。然而，采用混沌激光方案的激光雷達(dá)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量較大，并且，目前的激光雷達(dá)需要探測器和互相關(guān)儀等部件全程開啟，以對參考光信號和被測物體反射的回波光信號進(jìn)行實(shí)時的接收和處理，因此，激光雷達(dá)會連續(xù)不斷地產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，使得求解過程中的運(yùn)算量巨大，導(dǎo)致激光雷達(dá)的系統(tǒng)功耗很高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N激光測距系統(tǒng)及激光測距方法，以降低激光雷達(dá)等測距系統(tǒng)的功耗。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N激光測距系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：激光器、比較器、控制模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊和信號處理模塊；其中，比較器，用于當(dāng)參考電信號的幅值大于閾值時，向控制模塊發(fā)送觸發(fā)信號，參考電信號是根據(jù)從激光器獲取的參考光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換得到的；控制模塊，用于從接收到觸發(fā)信號的時刻開始，延遲第一時長，向模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊發(fā)送使能信號；以及，繼續(xù)延遲第二時長，向模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊發(fā)送第一結(jié)束信號；以及，繼續(xù)延遲第三時長，向模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊發(fā)送第二結(jié)束信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，用于響應(yīng)于使能信號，開始對參考電信號和回波電信號進(jìn)行采樣，回波電信號是對被測物體的回波光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換得到的，回波光信號是被測物體對來自激光器的探測光信號的反射信號；以及，用于響應(yīng)于第一結(jié)束信號，停止對參考電信號采樣；以及，用于響應(yīng)于第二結(jié)束信號，停止對回波電信號采樣；信號處理模塊，用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)生成測距結(jié)果。

根據(jù)上述激光測距系統(tǒng)，控制模塊根據(jù)觸發(fā)信號精確控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊的使能和關(guān)閉；使得數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊能夠準(zhǔn)確獲得參考電信號和回波電信號對應(yīng)激光器脈沖信號的有效部分，降低數(shù)據(jù)量；并且還使得數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊在其他時刻保持關(guān)閉狀態(tài)，以節(jié)省能耗。綜上所述，本申請實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了在減小激光測距系統(tǒng)求解數(shù)據(jù)計算量的同時，降低激光測距系統(tǒng)的能耗。

在一種實(shí)現(xiàn)方式中，該激光測距系統(tǒng)還包括：分束器、第一探測器和第二探測器；其中，分束器，用于將激光器產(chǎn)生的光信號分束為參考光信號和用于照射被測物體的探測光信號，以及將參考光信號發(fā)送給第一探測器；第一探測器，用于將參考光信號轉(zhuǎn)換成參考電信號，以及將參考電信號發(fā)送給比較器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊；第二探測器，用于將回波光信號轉(zhuǎn)換成回波電信號，以及將回波電信號發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊。由此，模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊就可以對接收到的參考電信號和參考電信號進(jìn)行信號采樣，為后續(xù)生成測距結(jié)果提供采樣數(shù)據(jù)。