[發明專利]一種激光脈沖測距回波信號多路縮放結果選擇控制方法

在審

• 申請號: 202110179928.0
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112986963A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 姚立;劉守軍;裴根
• 申請（專利權）人: 武漢徠得智能技術有限公司
• 主分類號: G01S7/4865
• 分類號: G01S7/4865;G01S7/487;G01S17/48
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發明涉及一種激光脈沖測距回波信號多路縮放結果選擇控制方法，通過對待判斷脈沖信號進行復制，其中第一路通過信號延遲技術，延遲到足夠時間等待通道選擇電路判斷處理；該線路配置開關電路，可以被通道選擇電路控制是否導通；第二路進入通道選擇電路，判斷第一路脈沖信號縮放比例是否最優。如果滿足就發信號給開關電路導通，否則就發信號讓開關電路關閉。通過本發明，能夠對多路縮放結果模擬信號進行模擬方式選擇，把最優縮放回波信號的選擇前置，使得輸出到AD處理電路時已經是一路最優縮放結果信號，保證后續的處理僅僅需要一路AD通道，極大的節省AD資源，降低成本。

技術領域

本發明涉及電子信息技術領域，更具體地說，涉及一種激光脈沖測距回波信號多路縮放結果選擇控制方法。

背景技術

脈沖式激光雷達通過向目標對象發射激光脈沖并檢測目標物的返回激光脈沖回波信號，經過計算脈沖的飛行時間來測量目標對象的距離。高精度的脈沖激光雷達通常還要檢測回波脈沖的波形信息，通過波形分析來進一步提升測距精度。良好的波形采集能力是高精度激光雷達的核心能力。

目標對象反射激光脈沖信號放大檢測的寬動態范圍適配是激光雷達系統中的主要難題之一。短距離激光雷達，量程范圍多在百米范圍內；中遠距離激光雷達，量程多在千米范圍內；遠距離激光雷達，其量程可達到數千米以上。對于非特定應用場合的激光雷達而言，其最近可探測距離通常要求小于0.5米；對于特定應用場合的激光而言，最近可探測距離可達厘米級別，如此寬的測距范圍必定使雷達接收系統所獲得的激光光強的動態范圍很大；另外，由于場景中目標物體的反射率高低不同，分布距離不同，將導致激光回波光強的動態范圍進一步變大。

單路放大結構的模擬電路在回波信號弱的時候無法滿足信號放大倍數的要求，在信號強的時候又會容易飽和，并不適應這種寬動態信號的放大處理。目前通常采用多路縮放(對原始信號既可能縮小又可能放大，根據需要來定)的模擬電路結構來解決信號寬動態范圍適配的問題(如圖1)。該種電路每路都設定不同的逐級擴大的縮放倍數，確保最終至少有一路的結果能夠滿足后續處理的要求。該方案一般采用高靈敏度、低噪聲的PD/APD探測器，并配套寬帶寬、大縮放倍數和低噪聲的放大器。這種電路的每路對應不同的縮放倍數，從而適應自然界不同反射率、不同距離的目標物體的激光脈沖回波信號的縮放處理。

如上這種處理方式，能夠有效的解決激光脈沖回波信號的寬動態范圍放大的問題。通常每路縮放的信號都需要一路AD轉換為數字信號，然后通過數字電路來選擇最優縮放回波信號用于后續處理。這意味著有多少路縮放就需要多少路的AD轉換。高速AD器件較為貴重，每增加一路AD，就會增加設備的電路和器件成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，能夠對多路縮放結果模擬信號進行模擬方式選擇，把最優縮放回波信號的選擇前置，使得輸出到AD處理電路時已經是一路最優縮放結果信號，保證后續的處理僅僅需要一路AD通道，極大的節省AD資源，降低成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種激光脈沖測距回波信號多路縮放結果選擇控制方法，包括：

接收待選擇縮放倍數結果的激光脈沖測距回波信號；

將接收到的激光脈沖測距回波信號復制生成兩路完全一致的第一激光脈沖測距回波信號和第二激光脈沖測距回波信號；

將兩路完全一致的激光脈沖測距信號中的第一激光脈沖測距回波信號進行延遲，以等待通道選擇電路判斷處理；

將第二激光脈沖測距回波信號，通過信號多路分級縮放電路進行信號縮放，并通過比較器比較縮放后的多路信號，根據比較器的比較結果，通過最優縮放通道評估電路確定最優縮放結果對應的縮放比例；