[發(fā)明專利]光電傳感采集模組、光電傳感測(cè)距方法以及測(cè)距裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010323717.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN111337937A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張超;臧凱;馬志潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市靈明光子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/26
• 分類號(hào): G01S17/26
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強(qiáng)

本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種光電傳感采集模組和應(yīng)用于光電傳感采集模組的光電傳感測(cè)距方法以及包含光電傳感采集模組的測(cè)距裝置，光電傳感采集模組包括光電接收模塊以及信號(hào)累加模塊。光電接收模塊用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的脈沖信號(hào)。信號(hào)累加模塊電性連接于光電接收模塊，用于將接收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行累加后，依據(jù)采樣信號(hào)對(duì)累加信號(hào)進(jìn)行采樣獲得數(shù)字累加信號(hào)，得到目標(biāo)物體的第一位置范圍，同時(shí)可以在第一位置范圍基礎(chǔ)上利用時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊采集到的時(shí)間數(shù)字信號(hào)，得到目標(biāo)物體的距離信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及光電探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及光電傳感采集模組以及測(cè)距裝置。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，激光雷達(dá)使用飛行時(shí)間(Time-of-Flight，ToF)原理可以實(shí)現(xiàn)非接觸式精確測(cè)距，激光光源發(fā)射出的光信號(hào)經(jīng)被測(cè)物體反射后被光電傳感器接收，通過探測(cè)光信號(hào)的飛行(往返)時(shí)間，可以準(zhǔn)確計(jì)算出被測(cè)物體的距離。

光電傳感器的輸出信號(hào)主要通過電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)定。實(shí)際應(yīng)用中，遠(yuǎn)距離對(duì)測(cè)距精度要求較低，一般采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)方案；近距離對(duì)測(cè)距精度要求高，更適合時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Time-to-Digital Converter，TDC)方案。

在測(cè)距過程中，若光電傳感器將接收光信號(hào)處理后傳輸至ADC，ADC可以將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成與其成正比關(guān)系的數(shù)字信號(hào)，探測(cè)一次可以確定目標(biāo)物體的位置。但是，ADC方案具有技術(shù)難度大、工藝要求高、成本高、且測(cè)距精度較低、功耗高等不足，從而限制其應(yīng)用范圍。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決前述問題，本申請(qǐng)的目的在于提供一種精確性較高的光電傳感采集模組、光電傳感測(cè)距方法以及測(cè)距裝置。

本申請(qǐng)采取了以下技術(shù)方案：

一種光電傳感采集模組，其包括：光電接收模塊以及信號(hào)累加模塊。

光電接收模塊包括多個(gè)矩陣排列的光電感測(cè)單元，所述光電感測(cè)單元用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的脈沖信號(hào)，其中，所述光信號(hào)為目標(biāo)物體在接收到發(fā)射光信號(hào)后反射至所述光電接收模塊的光線。

信號(hào)累加模塊電性連接于所述光電接收模塊，用于將接收到的所述脈沖信號(hào)進(jìn)行累加得到累加信號(hào)，依據(jù)采樣信號(hào)對(duì)所述累加信號(hào)進(jìn)行采樣獲得數(shù)字累加信號(hào)，所述數(shù)字累加信號(hào)表征所述目標(biāo)物體的第一位置范圍。

本申請(qǐng)還提供一種光電傳感測(cè)距方法，應(yīng)用于光電傳感采集模組，所述光電傳感采集模組包括多個(gè)矩陣排列的光電感測(cè)單元，所述光電感測(cè)單元用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的脈沖信號(hào)，其中，所述光信號(hào)為目標(biāo)物體在接收到發(fā)射光信號(hào)后反射至所述光電接收模塊的光線。所述光電傳感測(cè)距方法包括步驟：

將接收到的所述脈沖信號(hào)進(jìn)行累加得到累加信號(hào)，依據(jù)采樣信號(hào)對(duì)所述累加信號(hào)進(jìn)行采樣獲得數(shù)字累加信號(hào)，所述數(shù)字累加信號(hào)表征所述目標(biāo)物體的第一位置范圍；

探測(cè)出射光信號(hào)到所述光電接收模塊接收到所述光信號(hào)的時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)時(shí)，依據(jù)所述時(shí)間間隔獲得時(shí)間數(shù)字信號(hào)，用以表征所述目標(biāo)物體的距離，并依據(jù)所述目標(biāo)物體的距離在所述第一位置范圍確定所述目標(biāo)物體的第一位置。

本申請(qǐng)還相應(yīng)提供一種測(cè)距裝置，包括如前述的光電傳感采集模組、數(shù)據(jù)處理模組與信號(hào)發(fā)射模組。所述信號(hào)發(fā)射模組和所述光電傳感采集模組均電性連接于所述數(shù)據(jù)處理模組，所述信號(hào)發(fā)射模組用于向所述目標(biāo)物體發(fā)射光信號(hào)，所述數(shù)據(jù)處理模組用于處理接收到的所述數(shù)字累加信號(hào)和所述時(shí)間數(shù)字信號(hào)，并計(jì)算出目標(biāo)物體的距離。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N類似于ADC的光電傳感采集模組。并將其與TDC方案結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)無論遠(yuǎn)近距離都適宜的高精度測(cè)距。

附圖說明