激光雷达测距装置的制造方法_2

文档序号:10327602阅读:来源:国知局
进行计时。上述的主控单元16可由单片机、ARM、DSP、FPGA等微处理器组成。
[0045]本实施例的激光雷达测距装置,通过计时单元记录前级处理单元和后级处理单元发送各处理信号时的时间信息并将其发送主控单元,主控单元选取接收到各信号的时间信息,并根据该时间信息计算被测物的距离。由此,不仅可以测量远距离物体,又可测量近距离物体,并保证近距离物体及远距离物体的测量精度,提高测距装置能力。
[0046]本实施例还提供一种基于图1所示的激光雷达测距装置进行激光测距的方法,如图2所示,本实施例的激光雷达测距方法如下所述。
[0047]201、激光驱动单元向被测物出射激光脉冲信号,计时单元记录所述激光脉冲信号出射时的第一时间信息。
[0048]应该说明的是,本实施例的第一时间信息包括以激光脉冲信号出射的时刻。优选地,可以激光脉冲信号的上升沿对应的时刻作为第一时间信息,当然还可采用激光脉冲信号的下降沿或激光脉冲信号的幅度极值作对应的时刻作为第一时间信息,本实施例不对其进行限定。
[0049]在实际应用中,还可采用激光驱动发光使能脉冲,或采用分光镜将发射激光中的一束在测距装置内部进行接收作为起始脉冲,再者可以转镜形式检测装置内部固定位置的回波信号作为起始脉冲,从而记录起始脉冲对应的时刻作为第一时间信息。本实施例不对采集激光脉冲的形式进行限定。
[0050]202、光电转换单元接收经所述被测物反射的回波信号,并将所述回波信号转换为电脉冲信号。
[0051]举例来说,上述的光电转换单元可为光电转换器,或者直接以光电二极管作为光电转换单元,本实施例不对其进行限定。
[0052]在实际应用中,由于杂散光干扰或被测物被其它物体遮挡,因此接收到的回波信号不唯一,此时需要根据回波次数对接收到的回波信号进行选择,选择出被测物对应的回波信号。
[0053]举例来说,在向一被测物出射激光脉冲时,被测物被位于其前方的植被部分遮挡,使激光脉冲没有全部出射在被测物上,有少部分的光出射在该植被上,由此,光电转换单元接收到的回波信号不仅包括被测物反射的回波信号,还包括该植被反射的回波信号。而由于该植被位于被测物前方,因此光电转换单元先接收到由该植被反射的回波信号,再接收到由被测物反射的回波信号,在不考虑其它因素的情况下,上述的被测物反射的回波信号即为第二次回波。因此需要选择第二次回波信号作为待处理信号。
[0054]203、前级处理单元对所述电脉冲信号进行前级放大处理,并在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于前级基准电压时,向计时单元发送前级处理信号。
[0055]在实际应用时,上述的前级处理单元可包括:前级放大电路及前级整形电路,前级整形电路可包括:前级比较器和前级基准电路。
[0056]前级放大电路对上述的电脉冲信号进行前级放大处理,再将经过前级放大处理的信号输入前级比较器,在经过前级放大处理的信号的电压值大于等于前级基准电路提供的前级基准电压时,向计时单元发送前级处理信号。
[0057]204、后级处理单元对经过前级放大处理的电脉冲信号进行后级放大处理,并在经过后级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于后级基准电压时,向所述计时单元发送后级处理信号。
[0058]在实际应用中,上述的后级放大处理的放大倍数大于前级放大处理的放大倍数;而上述的前级基准电压大于后级基准电压。由此,在根据前级处理单元输出信号的计算被测物距离时能够滤除干扰,从而保证的距离测距精度;在根据后级处理单元输出信号的计算被测物距离时,保证远距离的测距距离,从而提高装置测距能力。进一步地,可根据前级处理单元输出的信号测量近距离目标物,根据后级处理单元输出的信号测量远距离目标物。
[0059]205、所述计时单元记录接收到所述前级处理信号时的第二时间信息,以及接收到所述后经处理信号时的第三时间信息。
[0060]应该说明的是,由光电转换单元输出的电脉冲信号经过前级处理单元处理后,其携带的时间信息并不会发生变化,并且前级处理单元及后级处理单元采用高速处理元件,因此,计时单元接收上述的前级或后级处理信号的时间信息即为测距装置接收到回波信号的时间信息。
[0061 ] 206、主控单元根据时间信息计算所述被测物的距离。
[0062]具体地,在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值大于等于所述前级基准电压时,所述主控单元根据所述第一时间信息及第二时间信息,计算所述被测物的距离。
[0063]在经过前级放大处理的电脉冲信号的电压值小于所述前级基准电压时,所述主控单元根据所述第一时间信息及第三时间信息,计算所述被测物的距离。
[0064]本实施例的激光雷达测距装置,通过计时单元记录前级处理单元和后级处理单元发送各处理信号时的时间信息并将其发送主控单元,主控单元选取接收到各信号的时间信息,并根据该时间信息计算被测物的距离。由此,不仅可以测量远距离物体,又可测量近距离物体,并保证近距离物体及远距离物体的测量精度,提高测距装置能力。
[0065]图3示出了本实用新型的激光雷达测距装置实现的激光测距,包括:
[0066]301、激光驱动单元向被测物出射激光脉冲信号,计时单元记录所述激光脉冲信号出射时的第一时间信息。
[0067]302、光电转换单元接收经所述被测物反射的回波信号,并将所述回波信号转换为电脉冲信号。
[0068]303、前级处理单元对所述电脉冲信号进行前级放大处理,并判断经过前级放大处理的信号的电压值是否大于等于前级基准电压,在判断为是时,执行步骤304;在判断为否时,执行步骤306。
[0069]304、在经过前级放大处理的信号的电压值大于等于前级基准电压时,所述前级处理单元向计时单元发送前级处理信号,所述计时单元记录接收到所述前级处理信号时的第二时间?目息。
[0070]305、主控单元验证所述前级处理信号的上升沿及下降沿个数是否一致,所述上升沿和下降沿对应的时间间隔是否小于预设时间间隔,且所述上升沿的时刻是否超前于所述下降沿的时刻,在验证为是时,执行步骤306;在验证为否时,执行步骤307。
[0071]应该说明的是,在实际测量时,由于电路处理错误可能会出现处理信号上升沿和下降个数不一致,或下降沿时刻超前于上升沿时刻的情况,又或者上升沿和下降沿的时间超出了预设范围,在以上情况出现时,测量参数为异常。因此,该处理信号对应的时间信息也为无效的时间信息。只有在处理信号对应的时间信息为有效时间信息时,才能根据该时间信息确定被测物的距离。
[0072]306、主控单元根据所述第一时间信息及第二时间信息,计算所述被测物的距离。
[0073]307、后级处理单元对经过前级放大处理的电脉冲信号进行后级放大处理,并在经过后级放大处理的电脉冲信号的电压值大于后级基准电压时,向所述计时单元发送后级处理信号,所述计时单元记录接收到所述后级处理信号时的第三时间信息。
[0074]308、主控单元根据所述第三时间信息确定所述回波信号的回波次数,在所述回波信号为至少第二次回波信号时,执行步骤309。
[0075]309、主控单元根据所述第一时间信息及第三时间信息,计算所述被测物的距离。
[0076]应该说明的是,在所述后级处理信号为第一次回波信号时,根据所述第一时间信息及第三时间信息计算第一距离;
[0077]在所述第一距离大于预设距离时,将所述第一距离作为被测物的距离。
[0078]可理解的是,激光测距装置都在近距离区域存在杂散光的干扰,而第三时间信息对应的回波信号经过后级放大处理的信号,而后级放大的倍数较高,杂散光造成的回波信号也被放大处理。由于杂散光通常只在激光出射镜头附近,因此,杂散光造成的回波信号为第一次回波信号,被测物的回波信号为第二次回波以上的回波信号,即至少第二次回波信号为被测物的回波信号。而在具体应用时,还要根据实际测量情况,是否被其它物体遮挡等确定第几次回波信号为被测物的回波信号。
[0079]在一种可能出现的情况中,光电转换单元接收到的回波信号只有一个,即上述的后级处理信号为第一次回波信号,此时,可根据该后级处理信号的时间信息(即上述的第三时间信息)和激光脉冲出射的时间信息(即上述的第一时间信息)计算第一距离,在该第一距离大于预设距离时,认为该时间信息对应的回波信号为被测物反射的回波信号,将该第一距离作为测距装置到被测物的距离;在该第一距离小于等于预设距离时,则认为该回波信号为杂散光造成的干扰回波信号。
[0080]举例来说,将预设距离设置为2米,在上述的第一距离大于2米时,输出该第一距
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