激光器的时间同步电路、激光器和激光雷达的制作方法

本申请属于激光雷达，尤其涉及一种激光器的时间同步电路、激光器和激光雷达。

背景技术：

1、激光雷达输出的点云中，每个点除了(x,y,z)坐标之外，还有一个重要的字段就是时间戳。相对于相机，激光雷达是一个慢速扫描设备，每一帧点云中的不同点的时间戳是不一样的，以每秒10帧的激光雷达为例，每帧点云耗时100毫秒，每帧点云中的第一个点和最后一个点之间相差约100毫秒。扫描高速运动的物体时，原始点云是“变形”的，类似于相机的快门速度太慢时拍摄的运动物体都是模糊和拉长的一样，必须利用点云中的时间戳对点云进行校正才能恢复被扫描物体的本来面貌。

2、为此，需要将激光雷达接收时间同步信号实现高精度的时钟同步，从而该时钟信号为每个激光器生成一个时间戳，实现激光同步。

3、其中，现有的激光器实现时间同步功能一般使用专用的rs232串口接收芯片转换成低压信号，再通过隔离电路转换进入处理器进行数据解析和时钟同步，该过程需要单独使用隔离电源，现有集成度高的隔离电源很难保证高温使用稳定性，而集成度低的隔离电源电路又很难放入内部布局空间要求越来越紧凑的激光器内部。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种激光器的时间同步电路，旨在解决传统的激光器实现时间同步时采用隔离电源时存在的稳定性和装配的问题。

2、本申请实施例的第一方面提出了一种激光器的时间同步电路，用于接收rs232时间同步信号，包括限流电路、信号处理电路、光耦、上拉电路和处理器；

3、所述光耦的输入端阳极和输入端阴极并接于所述信号处理电路的两端，所述光耦的输出端集电极、所述上拉电路和所述处理器的输入端共接，所述光耦的输出端发射极接地；

4、所述限流电路的第一端与所述激光器的时间同步电路的正输入端连接，所述限流电路的第二端与所述光耦的输入端阳极连接，所述光耦的输入端阴极与所述激光器的时间同步电路的负输入端连接，或者所述限流电路的第一端与所述激光器的时间同步电路的负输入端连接，所述限流电路的第二端与所述光耦的输入端阴极连接，所述光耦的输入端阳极与所述激光器的时间同步电路的正输入端连接；

5、所述rs232时间同步信号的高电平输入至所述激光器的时间同步电路的正输入端和负输入端时，所述光耦触发导通，所述信号处理电路触发关断；

6、所述rs232时间同步信号的低电平输入至所述激光器的时间同步电路的正输入端和负输入端时，所述光耦触发关断，以及所述信号处理电路触发导通；

7、所述上拉电路，配置为上拉所述光耦的输出端集电极的电平；

8、所述处理器，配置为接收所述光耦和所述上拉电路输出的电平信号并进行数据解析和时间同步。

9、可选地，所述限流电路包括第一电阻；

10、所述第一电阻的第一端与所述激光器的时间同步电路的正输入端连接，所述第一电阻的第二端、所述信号处理电路的第一端和所述光耦的输入端阳极连接；

11、或者，所述第一电阻的第一端与所述激光器的时间同步电路的负输入端连接，所述第一电阻的第二端、所述信号处理电路的第二端和所述光耦的输入端阴极连接。

12、可选地，信号处理电路包括第二电阻；

13、所述第二电阻的第一端与所述光耦的输入端阳极连接，所述第二电阻的第二端和所述光耦的输入端阴极连接。

14、可选地，所述信号处理电路包括第一二极管；

15、所述第一二极管的阴极和所述光耦的输入端阳极连接，所述第一二极管的阳极和所述光耦的输入端阴极连接。

16、可选地，所述信号处理电路包括第一二极管和第三电阻；

17、所述第三电阻的第一端和所述光耦的输入端阳极连接，所述第三电阻的第二端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极和所述光耦的输入端阴极连接；

18、或者，所述第一二极管的阴极和所述光耦的输入端阳极连接，所述第一二极管的阳极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端和所述光耦的输入端阴极连接。

19、可选地，所述信号处理电路包括第四电阻、第五电阻和开关管；

20、所述第四电阻的第一端、所述开关管的第二端和所述光耦的输入端阳极连接，所述第四电阻的第二端、所述开关管的控制端和所述第五电阻的第一端共接，所述第五电阻的第二端、所述开关管的第一端和所述光耦的输入端阴极连接。

21、可选地，所述开关管为nmos管或者npn三极管，所述nmos管的漏极或者所述npn三极管的集电极构成所述开关管的第一端，所述nmos管的栅极或者所述npn三极管的基极构成所述开关管的控制端，所述nmos管的源极或者所述npn三极管的发射极构成所述开关管的第二端。

22、可选地，所述上拉电路包括第六电阻；

23、所述第六电阻的第一端与所述光耦的输出端集电极连接，所述第六电阻的第二端与正电源端连接。

24、本申请实施例的第二方面提出了一种激光器，包括如上所述的激光器的时间同步电路。

25、本申请实施例的第三方面提出了一种激光雷达，包括如上所述的激光器。

26、本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的激光器的时间同步电路由限流电路、信号处理电路、光耦、上拉电路和处理器组成，rs232时间同步信号为高低电平状态，当输入电平为高电平时，光耦导通，并输出低电平至处理器，当输入电平为低电平时，信号处理电路导通，光耦关断，此时，由于上拉电路的存在，处理器接收到高电平，处理器根据转换得到高低电平信号进行串口数据解析和时间信号同步，为每个激光器生成一个时间戳，实现激光同步，同时，无需使用额外的隔离电源和rs232专用电平转换芯片，从而降低了设计成本。

技术特征：

1.一种激光器的时间同步电路，用于接收rs232时间同步信号，其特征在于，包括限流电路、信号处理电路、光耦、上拉电路和处理器；

2.如权利要求1所述的激光器的时间同步电路，其特征在于，所述限流电路包括第一电阻；

3.如权利要求1所述的激光器的时间同步电路，其特征在于，信号处理电路包括第二电阻；

4.如权利要求1所述的激光器的时间同步电路，其特征在于，所述信号处理电路包括第一二极管；

5.如权利要求1所述的激光器的时间同步电路，其特征在于，所述信号处理电路包括第一二极管和第三电阻；

6.如权利要求1所述的激光器的时间同步电路，其特征在于，所述信号处理电路包括第四电阻、第五电阻和开关管；

7.如权利要求6所述的激光器的时间同步电路，其特征在于，所述开关管为nmos管或者npn三极管，所述nmos管的漏极或者所述npn三极管的集电极构成所述开关管的第一端，所述nmos管的栅极或者所述npn三极管的基极构成所述开关管的控制端，所述nmos管的源极或者所述npn三极管的发射极构成所述开关管的第二端。

8.如权利要求1所述的激光器的时间同步电路，其特征在于，所述上拉电路包括第六电阻；

9.一种激光器，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的激光器的时间同步电路。

10.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求9所述的激光器。

技术总结
本申请提出一种激光器的时间同步电路、激光器和激光雷达，其中，激光器的时间同步电路包括限流电路、信号处理电路、光耦、上拉电路和处理器，RS232时间同步信号为高低电平状态，当输入电平为高电平时，光耦导通，并输出低电平至处理器，当输入电平为低电平时，信号处理电路导通，光耦关断，此时，由于上拉电路的存在，处理器接收到高电平，处理器根据转换得到高低电平信号进行串口数据解析和时间信号同步，为每个激光器生成一个时间戳，实现激光同步，同时，无需使用额外的隔离电源和RS232专用电平转换芯片，从而降低了设计成本。

技术研发人员：余亮,邹立刚,杨俊,胡攀攀
受保护的技术使用者：武汉万集光电技术有限公司
技术研发日：20221207
技术公布日：2024/1/13