一种激光测距雷达抗串扰装置的制作方法

本申请属于激光雷达技术领域，特别是涉及一种激光测距雷达抗串扰装置。

背景技术：

激光雷达测距可分为星载(卫星搭载)、机载(飞机搭载)、车载(汽车搭载)以及定位(定点测量)四大类。其中车载激光雷达已广泛应用于公路测量，检测，结构分析，危害评估，驾驶视野和安全分析，无人驾驶汽车技术等一系列领域中。激光雷达在近几年又一次被推向风口，得益于激光雷达测距精度是所有测距系统中的佼佼者，特别是基于tof(飞行时间)单点激光测距雷达，它是一种通过发射一束经过调制的光，然后接收从被测目标反射回来的光，测量出发射光和接受光的飞行时间，把飞行时间的一半乘以光速即可得到激光雷达到目标的距离。因此tof(飞行时间)单点激光测距雷达比其他激光测距系统有更低的成本和更好的性能优势，目前已开始广泛应用于ai(人工智能)、扫地机器人、无人机以及工业测距，未来再自动驾驶领域上也会有比较重要的地位。

tof(飞行时间)单点激光测距雷达的接收端和发射端是分立的两部分，接受端是一个非常灵敏的光电感应二极管，当发射端发射调制光时，导线上会产生电磁波，对接收端产生串扰，从而影响测距精度和稳定性。目前大部分的做法是通过pcb(印制电路板)铺铜进行屏蔽串扰，这种方法只能对同一平面的电磁波进行屏蔽，然而电磁波是空间性的，因此效果并非特别理想；另外一种方法是通过选择抗干扰能力强的元器件来降低串扰，但通常此类元器件价不菲，对设计成本的优化造成一定的压力。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

基于tof(飞行时间)单点激光测距雷达的接收端和发射端是分立的两部分，接受端是一个非常灵敏的光电感应二极管，当发射端发射调制光时，导线上会产生电磁波，对接收端产生串扰，从而影响测距精度和稳定性。目前大部分的做法是通过pcb(印制电路板)铺铜进行屏蔽串扰，这种方法只能对同一平面的电磁波进行屏蔽，然而电磁波是空间性的，因此效果并非特别理想；另外一种方法是通过选择抗干扰能力强的元器件来降低串扰，但通常此类元器件价不菲，对设计成本的优化造成一定的压力的问题，本申请提供了一种激光测距雷达抗串扰装置。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种激光测距雷达抗串扰装置，包括印制电路板，所述印制电路板上设置有发射端和接收端，所述接收端设置于屏蔽环内部。

可选地，所述印制电路板包括第一表面，所述发射端固定于所述第一表面上，所述接收端固定于所述第一表面上，所述屏蔽环固定于所述第一表面上，所述接收端设置于所述屏蔽环内部。

可选地，所述接收端设置于所述屏蔽环中心。

可选地，所述发射端为激光二极管，所述接收端为光电二极管，所述屏蔽环材质为金属铜。

可选地，所述屏蔽环厚为0.2mm，内直径为7.8mm，外直径为8mm，高为10mm。

可选地，还包括处理器，所述发射端通过发射端导线与所述处理器相连接，所述接收端通过接收端导线与所述处理器相连接。

3.有益效果

与现有技术相比，本申请提供的激光测距雷达抗串扰装置的有益效果在于：

本申请提供的激光测距雷达抗串扰装置，基于tof(飞行时间)的单点激光测距雷达抗串扰，通过在接收端外部设置屏蔽环解决发射端发射调制光时对接收端产生串扰的问题，提高基于tof(飞行时间)的单点激光测距雷达的测距精度、稳定性，比选用抗干扰能力强的元器件更具成本优势。

附图说明

图1是本申请的激光测距雷达抗串扰装置第一示意图；

图2是本申请的激光测距雷达抗串扰装置第二示意图；

图3是本申请的激光测距雷达抗串扰装置第三示意图；

图中：1-印制电路板，2-发射端，3-接收端，4-屏蔽环，5-第一表面，6-处理器，7-发射端导线，8-接收端导线，9-电磁波。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

tof是飞行时间(timeofflight)技术的缩写，即传感器发出经调制的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被测目标的距离，以产生深度信息，此外可以通过slam算法，把雷达旋转一周测量到的的所有点连接起来，就能得到一个平面的2d图。

印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，英文简称pcb(printedcircuitboard)或pwb(printedwiringboard)，以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等)，用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。习惯称“印制线路板”为“印制电路”是不确切的，因为在印制板上并没有“印制元件”而仅有布线。

参见图1～3，本申请提供一种激光测距雷达抗串扰装置，包括印制电路板1，所述印制电路板1上设置有发射端2和接收端3，所述接收端3设置于屏蔽环4内部。

通过一个屏蔽环4把整个接收端3包围，有效隔离因发射端2的调制信号产生的整个空间的电磁场，从而有效降低发射端2对接收端3的串扰，因此可以提高基于tof(飞行时间)的单点激光测距雷达的测距精度、稳定性，比选用抗干扰能力强的元器件更具成本优势。

有效的把发射端2对接收端3的串扰降低至5％，测距精度提高至1％，而一个屏蔽环4成本仅0.4元。

进一步地，所述印制电路板1包括第一表面5，所述发射端2固定于所述第一表面5上，所述接收端3固定于所述第一表面5上，所述屏蔽环4固定于所述第一表面5上，所述接收端3设置于所述屏蔽环4内部。

这里的发射端2、接收端3和屏蔽环4均焊接在第一表面5上，当然焊接在印制电路板1另一个表面也可以，发射端2、接收端3和屏蔽环4在同一面即可。

进一步地，所述接收端3设置于所述屏蔽环4中心。

进一步地，所述发射端2为激光二极管，所述接收端3为光电二极管，所述屏蔽环4材质为金属铜。

进一步地，所述屏蔽环4厚为0.2mm，内直径为7.8mm，外直径为8mm，高为10mm。

屏蔽环4为空心并且两端通透的圆柱环，当然屏蔽环4也可以是其它形状。

进一步地，还包括处理器6，所述发射端2通过发射端导线7与所述处理器6相连接，所述接收端3通过接收端导线8与所述处理器6相连接。

处理器6发出的电信号通过发射端导线7传送至发射端2，发射端2把电信号转换为光信号发射出去，光信号遇到障碍物反射回来被接收端3接收，接收端3把接收到的光信号转化为电信号通过接收端导线8传送至处理器6，处理器6再将这发射信号和接受信号对比出相位差，从而得出障碍物的距离。

可以通过改变屏蔽环4的厚度和高度，改变屏蔽效果。工作原理如下：

如图3所示，当发射端2发射功率比较高，即发射电流比较大时，或者不恰当的布局时，发射端导线7产生的电磁波9场强可能更强，覆盖外围可能更广阔。如果屏蔽环4厚度比较薄时，当电磁波9场强强到一定程度时，可能存在比较多的电磁波9穿过屏蔽环4壁，对接收端3产生串扰；如果屏蔽环4高度比较矮时，当电磁波9覆盖范围广阔到一定程度时，可能存在比较多的电磁波9从屏蔽环4上方的开口进入，对接收端3产生串扰。当发生此类情况是，可通过增厚屏蔽环4厚度，增强屏蔽环4的屏蔽性能，降低电磁波9穿过屏蔽环4壁能力，减少对接收端3产生串扰；或者增高屏蔽环4高度，减少电磁波9从屏蔽环4上方开口进入的能量，降低对接收端3产生的串扰。

需要说明的是，图3所示仅体现其工作原理，并不代表实际情况或参考布局。

本申请提供的激光测距雷达抗串扰装置，基于tof(飞行时间)的单点激光测距雷达抗串扰，通过在接收端外部设置屏蔽环解决发射端发射调制光时对接收端产生串扰的问题，提高基于tof(飞行时间)的单点激光测距雷达的测距精度、稳定性，比选用抗干扰能力强的元器件更具成本优势。

尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的或范围所包含的全部修改。