CN112612015A - 一种激光雷达系统 - Google Patents
一种激光雷达系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112612015A CN112612015A CN202011463831.4A CN202011463831A CN112612015A CN 112612015 A CN112612015 A CN 112612015A CN 202011463831 A CN202011463831 A CN 202011463831A CN 112612015 A CN112612015 A CN 112612015A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- processing
- unit
- circuit unit
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 163
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 75
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims description 55
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 13
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/4804—Auxiliary means for detecting or identifying lidar signals or the like, e.g. laser illuminators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本申请提供一种激光雷达系统。在该激光雷达系统中，信号处理中心用于根据预设测量距离、预设测量幅度、预设工作温度以及预设光照强度确定动态接收参数和动态发射参数；发射中心与信号处理中心相连接，用于发射与动态发射参数相对应激光脉冲；接收中心与信号处理中心相连接，用于根据动态接收参数接收与激光脉冲相对应的反射脉冲，并传输反射脉冲至信号处理中心；信号处理中心，还用于根据反射脉冲生成动态点云数据。可见，实施这种实施方式，能够提高激光雷达的探测准确度，尽可能的避免环境对探测造成的一系列干扰。
Description
技术领域
本申请涉及雷达技术领域，具体而言，涉及一种激光雷达系统。
背景技术
目前，随着激光技术的快速发展，激光雷达技术也随着发展的越来越快。其中，现在的激光雷达能够获取到较准确的点云数据，从而能够生成较为精准的雷达模型。然而，在实践中发现，目前的激光雷达通常会因为环境的影响而产生不可避免的误差，从而大大降低了激光雷达探测的准确程度。
发明内容
本申请的目的在于提供一种激光雷达系统，能够提高激光雷达的探测准确度，尽可能的避免环境对探测造成的一系列干扰。
本申请实施例提供了一种激光雷达系统，所述激光雷达系统包括发射中心、信号处理中心、接收中心，其中，
所述信号处理中心，用于根据预设测量距离、预设测量幅度、预设工作温度以及预设光照强度确定动态接收参数和动态发射参数；
所述发射中心与所述信号处理中心相连接，用于发射与所述动态发射参数相对应激光脉冲；
所述接收中心与所述信号处理中心相连接，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲，并传输所述反射脉冲至所述所述信号处理中心；
所述信号处理中心，还用于根据所述反射脉冲生成动态点云数据。
在上述实现过程中，该种激光雷达系统能够根据测量距离、测量幅度、工作温度以及光照强度进行多方面考虑，从而确定出最合适的动态接收参数和动态发射参数，使得该激光雷达系统能够发出最适合的激光脉冲，并在最适合的条件下获取反射脉冲，进而能够在考虑诸多环境因素之后获取到更加准确的实时点运输素具，提高了激光雷达的探测精准度。
进一步地，所述发射中心包括发射光学单元和发射电路单元，其中，
所述发射电路单元与所述信号处理中心相连接，用于根据所述动态发射参数调整电路参数；
所述发射光学单元与所述发射电路单元相连接，用于根据调整后的电路参数发射激光脉冲。
在上述实现过程中，所述发射中心可以通过两部分结构完成激光脉冲的控制与发射，从而提高激光脉冲发射的效果与精度。
进一步地，所述信号处理中心包括测控单元、TDC电路单元以及信号处理电路单元，其中，
所述测控单元与所述发射中心相连接，用于根据预设测量距离和预设测量幅度确定动态接收参数和动态发射参数，并传输所述动态发射参数值所述发射中心；
所述信号处理电路单元的输入端与所述接收中心相连接，用于对所述反射脉冲进行处理与采样，得到处理结果和采样结果；
所述TDC电路单元的输入端与所述信号处理电路单元的输出端相连接，用于对所述反射脉冲进行时间测量，得到测量结果；
所述测控单元分别与所述信号处理电路单元的输出端和所述TDC电路单元的输出端两者相连接，用于根据所述处理结果生成动态点云数据，并根据所述采样结果和所述测量结果计算出当前测量距离和当前测量幅度。
在上述实现过程中，信号处理中心可以实时控制激光脉冲和反射脉冲的发射与接收，同时还能够实时获取周围的环境参数，使得预设的环境参数可以被实时动态调整，从而提高该激光雷达系统的动态探测效果。
进一步地，所述测控单元包括FPGA主控芯片，其中，
所述FPGA主控芯片，用于根据所述处理结果生成动态点云数据；
所述FPGA主控芯片，还用于获取当前工作温度和当前光照强度，根据所采样结果和所述测量结果计算出当前测量距离和当前测量幅度，并将所述当前测量距离、所述当前测量幅度所述当前工作温度和所述当前光照强度设置为预设测量距离、预设测量幅度、预设工作温度以及预设光照强度。
在上述实现过程中，测控单元还可以获取到当前工作温度和当前光照强度，以使激光雷达系统能够获取到的更加全面的环境参数，从而提高激光雷达系统的探测精度。
进一步地，所述信号处理电路单元包括射频脉冲信号变换器、信号采样单元以及信号处理单元，其中，
所述射频脉冲信号变换器包括非平衡输入端以及包括第一输出引脚和第二输出引脚的平衡输出端；
所述接收中心与所述非平衡输入端相连接，用于传输所述反射脉冲；
所述信号采样单元与所述第一输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行采样，得到采样结果；
所述信号处理单元与所述第二输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到处理结果。
在上述实现过程中，信号处理电路单元可以通过射频脉冲信号变换器实现反射脉冲的传输与分配，并通过信号采样单元和信号处理单元完成信号的采样与处理，得到采样结果和处理结果，有利于激光雷达系统进一步提高探测精度。
进一步地，所述信号采样单元包括第一信号放大与缓冲电路、脉冲信号峰值检测电路单元以及脉冲信号峰值采样电路单元，其中
所述第一信号放大与缓冲电路与所述射频脉冲信号变换器22-1的第一输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到第一处理信号；
所述脉冲信号峰值检测电路单元与所述第一信号放大与缓冲电路相连接，用于对所述第一处理信号进行峰值检测，得到检测子结果；
所述脉冲信号峰值采样电路单元与所述脉冲信号峰值检测电路单元相连接，用于对所述第一处理信号进行峰值采样，得到采样子结果；
所述测控单元与所述峰值采样电路单元相连接，用于接收根据所述检测子结果和所述采样子结果生成的采样结果。
在上述实现过程中，信号采样单元可以通过峰值检测和峰值采样来确定采样结果。
进一步地，所述信号处理单元包括第二信号放大与缓冲电路、高速差分放大器电路单元、第三信号放大与缓冲电路、射频功率分配器、第四信号放大与缓冲电路、第五信号放大与缓冲电路、第一延时电路单元、第一高速比较器单元、第六信号放大与缓冲电路、第二高速比较器单元、第二延时电路单元、差分与门逻辑电路单元以及差分脉冲信号分配器电路单元，其中，
所述第二信号放大与缓冲电路与所述射频脉冲信号变换器22-1的第二输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到第二处理信号；
所述高速差分放大器电路单元与所述信号放大与缓冲电路相连接，用于对所述第二处理信号进行处理，得到第三处理信号；
所述第三信号放大与缓冲电路与所述高速差分放大器电路单元的正极性输出引脚相连接，用于对所述第三处理信号进行处理，得到第四处理信号；
所述射频功率分配器与所述第三信号放大与缓冲电路相连接，用于传输所述第四处理信号；
所述第四信号放大与缓冲电路与所述射频功率分配器相连接，用于对所述第四处理信号进行处理，得到第五处理信号；
所述第五信号放大与缓冲电路与所述射频功率分配器相连接，用于对所述第四处理信号进行处理，得到第六处理信号；
所述第一延时电路单元与所述第五信号放大与缓冲电路相连接，用于对所述第六处理信号进行延时处理，得到第七处理信号；
所述第一高速比较器单元的输入端分别与所述第四信号放大与缓冲电路和所述第一延时电路单元两者相连接，用于根据所述第五处理信号和所述第七处理信号进行比较处理，得到第一比较信号；
所述第六信号放大与缓冲电路与所述高速差分放大器电路单元的负极性输出引脚相连接，用于对所述第三处理信号进行处理，得到第八处理信号；
所述第二高速比较器单元与所述第六信号放大与缓冲电路相连接，用于对所述第八处理信号和预设处理信号进行比较处理，得到第二比较信号；
所述第二延时电路单元与所述第二高速比较器单元相连接，用于对所述第二比较信号进行延时处理，得到第九处理信号；
所述差分与门逻辑电路单元分别与所述第二延时电路单元和所述高速比较器单元的输出端两者相连接，用于对所述第一比较信号和所述第九处理信号进行逻辑处理，得到第十处理信号；
所述差分脉冲信号分配器电路单元与所述差分与门逻辑电路单元相连接，用于传输所述第十处理信号；
所述测控单元与所述差分脉冲信号分配器电路单元相连接，用于接收根据所述第十处理信号生成的处理结果；
所述TDC电路单元分别与所述差分脉冲信号分配器电路单元和所述测控单元两者相连接，用于对所述第十处理信号进行时间测量，得到测量结果。
在上述实现过程中，信号处理单元可以通过内部结构对反射脉冲进行多次处理，最终能够得到更准确的与反射脉冲相对应的测量结果。
进一步地，所述接收中心包括接收光电转换单元和接收处理单元，其中，
所述光电转换单元，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲；
所述接收处理单元与所述光电转换单元相连接，用于对所述反射脉冲进行处理。
在上述实现过程中，所述接收中心能够通过接收光电转换单元和接收处理单元获取到更准确的反射脉冲。
进一步地，所述接收光电转换单元包括光学模组和APD电路单元，其中，
所述光学模组，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲；
所述APD电路单元与所述光学模组相连接，用于对所述反射脉冲进行光电转换。
在上述实现过程中，接收光电转换单元可以更有效地完成对反射脉冲的光电转换。
进一步地，所述接收处理单元包括相互连接的第一放大单元和第二放大单元，其中，所述接收处理单元用于通过所述第一放大单元和所述第二放大单元对所述反射脉冲进行处理。
在上述实现过程中，接收处理单元可以更有效地对反射脉冲进行处理。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种激光雷达系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的信号处理电路单元的结构示意图。
图标：100-发射中心；110-发射光学单元；120-发射电路单元；200-信号处理中心；210-测控单元；220-TDC电路单元；230-信号处理电路单元；1-射频脉冲信号变换器；231-信号采样单元；2-第一信号放大与缓冲电路；5-脉冲信号峰值检测电路单元；8-脉冲信号峰值采样电路单元；232-信号处理单元；3-第二信号放大与缓冲电路；4-高速差分放大器电路单元；6-第三信号放大与缓冲电路；9-射频功率分配器；11-第四信号放大与缓冲电路；12-第五信号放大与缓冲电路；15-第一延时电路单元；16-第一高速比较器单元；7-第六信号放大与缓冲电路；10-第二高速比较器单元；17-第二延时电路单元；13-差分与门逻辑电路单元；14-差分脉冲信号分配器电路单元；300-接收中心；310-接收光电转换单元；311-光学模组；312-APD电路单元；320-接收处理单元；321-第一放大单元；322-第二放大单元。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
实施例1
请参看图1，图1为本申请实施例提供了一种激光雷达系统的结构示意图。如图1所示，该激光雷达系统包括发射中心100、信号处理中心200、接收中心300，其中，
所述信号处理中心200，用于根据预设测量距离、预设测量幅度、预设工作温度以及预设光照强度确定动态接收参数和动态发射参数；
所述发射中心100与所述信号处理中心200相连接，用于发射与所述动态发射参数相对应激光脉冲；
所述接收中心300与所述信号处理中心200相连接，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲，并传输所述反射脉冲至所述所述信号处理中心200；
所述信号处理中心200，还用于根据所述反射脉冲生成动态点云数据。
本实施例中，激光脉冲为窄脉冲激光信号。
在本实施例中，接收中心300用于把接收到的反射脉冲洗你号转换为窄脉冲电压信号。
请参看图2，图2为本申请实施例提供的另一种激光雷达系统的结构示意图。如图2所示，其中，所述发射中心100包括发射光学单元110和发射电路单元120，其中，
所述发射电路单元120与所述信号处理中心200相连接，用于根据所述动态发射参数调整电路参数；
所述发射光学单元110与所述发射电路单元120相连接，用于根据调整后的电路参数发射激光脉冲。
作为一种可选的实施方式，所述信号处理中心200包括测控单元210、TDC电路单元220以及信号处理电路单元230，其中，
所述测控单元210与所述发射中心100相连接，用于根据预设测量距离和预设测量幅度确定动态接收参数和动态发射参数，并传输所述动态发射参数值所述发射中心；
所述信号处理电路单元230的输入端与所述接收中心300相连接，用于对所述反射脉冲进行处理与采样，得到处理结果和采样结果；
所述TDC电路单元220的输入端与所述信号处理电路单元230的输出端相连接，用于对所述反射脉冲进行时间测量，得到测量结果；
所述测控单元210分别与所述信号处理电路单元230的输出端和所述TDC电路单元220的输出端两者相连接，用于根据所述处理结果生成动态点云数据，并根据所述采样结果和所述测量结果计算出当前测量距离和当前测量幅度。
作为一种可选的实施方式，所述测控单元210包括FPGA主控芯片，其中，
所述FPGA主控芯片，用于根据所述处理结果生成动态点云数据；
所述FPGA主控芯片，还用于获取当前工作温度和当前光照强度，根据所采样结果和所述测量结果计算出当前测量距离和当前测量幅度，并将所述当前测量距离、所述当前测量幅度所述当前工作温度和所述当前光照强度设置为预设测量距离、预设测量幅度、预设工作温度以及预设光照强度。
请参看图3，图3为本申请实施例提供的一种信号处理电路单元的结构示意图。如图3所示，其中，所述信号处理电路单元230包括射频脉冲信号变换器1、信号采样单元231以及信号处理单元232，其中，
所述射频脉冲信号变换器1包括非平衡输入端以及包括第一输出引脚和第二输出引脚的平衡输出端；
所述接收中心300与所述非平衡输入端相连接，用于传输所述反射脉冲；
所述信号采样单元231与所述第一输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行采样，得到采样结果；
所述信号处理单元232与所述第二输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到处理结果。
作为一种可选的实施方式，所述信号采样单元231包括第一信号放大与缓冲电路2、脉冲信号峰值检测电路单元5以及脉冲信号峰值采样电路单元8，其中
所述第一信号放大与缓冲电路2与所述射频脉冲信号变换器22-1的第一输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到第一处理信号；
所述脉冲信号峰值检测电路单元5与所述第一信号放大与缓冲电路2相连接，用于对所述第一处理信号进行峰值检测，得到检测子结果；
所述脉冲信号峰值采样电路单元8与所述脉冲信号峰值检测电路单元5相连接，用于对所述第一处理信号进行峰值采样，得到采样子结果；
所述测控单元210与所述峰值采样电路单元8相连接，用于接收根据所述检测子结果和所述采样子结果生成的采样结果。
作为一种可选的实施方式，所述信号处理单元232包括第二信号放大与缓冲电路3、高速差分放大器电路单元4、第三信号放大与缓冲电路6、射频功率分配器9、第四信号放大与缓冲电路11、第五信号放大与缓冲电路12、第一延时电路单元15、第一高速比较器单元16、第六信号放大与缓冲电路7、第二高速比较器单元10、第二延时电路单元17、差分与门逻辑电路单元13以及差分脉冲信号分配器电路单元14，其中，
所述第二信号放大与缓冲电路3与所述射频脉冲信号变换器22-1的第二输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到第二处理信号；
所述高速差分放大器电路单元4与所述信号放大与缓冲电路3相连接，用于对所述第二处理信号进行处理，得到第三处理信号；
所述第三信号放大与缓冲电路6与所述高速差分放大器电路单元4的正极性输出引脚相连接，用于对所述第三处理信号进行处理，得到第四处理信号；
所述射频功率分配器9与所述第三信号放大与缓冲电路6相连接，用于传输所述第四处理信号；
所述第四信号放大与缓冲电路11与所述射频功率分配器9相连接，用于对所述第四处理信号进行处理，得到第五处理信号；
所述第五信号放大与缓冲电路12与所述射频功率分配器9相连接，用于对所述第四处理信号进行处理，得到第六处理信号；
所述第一延时电路单元15与所述第五信号放大与缓冲电路12相连接，用于对所述第六处理信号进行延时处理，得到第七处理信号；
所述第一高速比较器单元16的输入端分别与所述第四信号放大与缓冲电路11和所述第一延时电路单元15两者相连接，用于根据所述第五处理信号和所述第七处理信号进行比较处理，得到第一比较信号；
所述第六信号放大与缓冲电路7与所述高速差分放大器电路单元4的负极性输出引脚相连接，用于对所述第三处理信号进行处理，得到第八处理信号；
所述第二高速比较器单元10与所述第六信号放大与缓冲电路7相连接，用于对所述第八处理信号和预设处理信号进行比较处理，得到第二比较信号；
所述第二延时电路单元17与所述第二高速比较器单元10相连接，用于对所述第二比较信号进行延时处理，得到第九处理信号；
所述差分与门逻辑电路单元13分别与所述第二延时电路单元17和所述高速比较器单元16的输出端两者相连接，用于对所述第一比较信号和所述第九处理信号进行逻辑处理，得到第十处理信号；
所述差分脉冲信号分配器电路单元14与所述差分与门逻辑电路单元13相连接，用于传输所述第十处理信号；
所述测控单元210与所述差分脉冲信号分配器电路单元14相连接，用于接收根据所述第十处理信号生成的处理结果；
所述TDC电路单元220分别与所述差分脉冲信号分配器电路单元14和所述测控单元210两者相连接，用于对所述第十处理信号进行时间测量，得到测量结果。
本实施例中，高速比较器单元16中高速比较器的正负极性输入引脚的信号幅度均1：1。
实施这种实施方式，能够使得信号处理电路单元230中第二高速比较器单元10的输入脉冲信号幅度只受接收中心300的严格控制。同时，由信号幅度或干扰噪声叠加在信号中引起的测量误差可通过接收中心300和信号处理电路单元230的结构进行相应改善。
实施这种实施方式，能够提高单点测量数据和点云测量数据的测量稳定性；还能够提高对环境因素变化的适用性；提高在复杂场景环境中进行测量数据的稳定性；从而有利于提高激光雷达环境感知模型的复原，并有利于提高激光雷达环境感知模型复原的稳定性和准确度。
本实施例中，采用纯硬件的信号处理电路单元230，能够有效减小了主控FPGA系统的运算量，间接减小了系统功耗，从而能够为其他测量控制的算法提供的控制逻辑资源。
作为一种可选的实施方式，所述接收中心300包括接收光电转换单元310和接收处理单元320，其中，
所述光电转换单元310，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲；
所述接收处理单元320与所述光电转换单元310相连接，用于对所述反射脉冲进行处理。
本实施例中，反射脉冲可以由所述光电转换单元310传输至所述测控单元210。
本实施例中，接收处理单元320可以将处理后的反射脉冲传输至所述测控单元210。
在本实施例中，所述测控单元210在接收到反射脉冲和处理后的反射脉冲时，可以对实现对反射脉冲处理过程与处理效果的监控，从而保证整体激光雷达系统的效果。
作为一种可选的实施方式，所述接收光电转换单元310包括光学模组311和APD电路单元312，其中，
所述光学模组311，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲；
所述APD电路单元312与所述光学模组311相连接，用于对所述反射脉冲进行光电转换。
作为一种可选的实施方式，所述接收处理单元320包括相互连接的第一放大单元321和第二放大单元322，其中，所述接收处理单元320用于通过所述第一放大单元321和所述第二放大单元322对所述反射脉冲进行处理。
作为一种可选的实施方式，所述第一放大单元321包括跨阻放大器和数字可变增益放大器及其外围电路，所述第二放大单元322包括固定增益放大器及其外围电路。
本实施例中，测控模块1的FPGA主控芯片，可选用XILINX的XC7K325T芯片；SI-APD雪崩光电探测器的型号可选用AD500-9；射频脉冲信号变换器1核心芯片的型号可选用MACOM的TP-101；信号放大与缓冲电路2、3核心芯片的型号可选用lmh6702；高速差分放大器单元4核心芯片的型号可选用ADA4938；信号放大与缓冲电路6、7核心芯片的型号可选用BUF602；表贴安装射频功率分配器9核心芯片的型号可选用MAPD-008957-CT0012；高速比较器单元10，16核心芯片的型号可选用lmh7322；信号放大与缓冲电路11、12核心芯片的型号可选用OPA695；差分与门逻辑电路单元13核心芯片的型号可选用MC100LVEL05-D。
在上述所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本申请实施例不再多加赘述。
应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应与权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种激光雷达系统，其特征在于，所述激光雷达系统包括发射中心、信号处理中心、接收中心，其中，
所述信号处理中心，用于根据预设测量距离、预设测量幅度、预设工作温度以及预设光照强度确定动态接收参数和动态发射参数；
所述发射中心与所述信号处理中心相连接，用于发射与所述动态发射参数相对应激光脉冲；
所述接收中心与所述信号处理中心相连接，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲，并传输所述反射脉冲至所述所述信号处理中心；
所述信号处理中心，还用于根据所述反射脉冲生成动态点云数据。
2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述发射中心包括发射光学单元和发射电路单元，其中，
所述发射电路单元与所述信号处理中心相连接，用于根据所述动态发射参数调整电路参数；
所述发射光学单元与所述发射电路单元相连接，用于根据调整后的电路参数发射激光脉冲。
3.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述信号处理中心包括测控单元、TDC电路单元以及信号处理电路单元，其中，
所述测控单元与所述发射中心相连接，用于根据预设测量距离和预设测量幅度确定动态接收参数和动态发射参数，并传输所述动态发射参数值所述发射中心；
所述信号处理电路单元的输入端与所述接收中心相连接，用于对所述反射脉冲进行处理与采样，得到处理结果和采样结果；
所述TDC电路单元的输入端与所述信号处理电路单元的输出端相连接，用于对所述反射脉冲进行时间测量，得到测量结果；
所述测控单元分别与所述信号处理电路单元的输出端和所述TDC电路单元的输出端两者相连接，用于根据所述处理结果生成动态点云数据，并根据所述采样结果和所述测量结果计算出当前测量距离和当前测量幅度。
4.根据权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述测控单元包括FPGA主控芯片，其中，
所述FPGA主控芯片，用于根据所述处理结果生成动态点云数据；
所述FPGA主控芯片，还用于获取当前工作温度和当前光照强度，根据所采样结果和所述测量结果计算出当前测量距离和当前测量幅度，并将所述当前测量距离、所述当前测量幅度所述当前工作温度和所述当前光照强度设置为预设测量距离、预设测量幅度、预设工作温度以及预设光照强度。
5.根据权利要求3所述的激光雷达系统，其特征在于，所述信号处理电路单元包括射频脉冲信号变换器、信号采样单元以及信号处理单元，其中，
所述射频脉冲信号变换器包括非平衡输入端以及包括第一输出引脚和第二输出引脚的平衡输出端；
所述接收中心与所述非平衡输入端相连接，用于传输所述反射脉冲；
所述信号采样单元与所述第一输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行采样，得到采样结果；
所述信号处理单元与所述第二输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到处理结果。
6.根据权利要求5所述的激光雷达系统，其特征在于，所述信号采样单元包括第一信号放大与缓冲电路、脉冲信号峰值检测电路单元以及脉冲信号峰值采样电路单元，其中
所述第一信号放大与缓冲电路与所述射频脉冲信号变换器22-1的第一输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到第一处理信号；
所述脉冲信号峰值检测电路单元与所述第一信号放大与缓冲电路相连接，用于对所述第一处理信号进行峰值检测，得到检测子结果；
所述脉冲信号峰值采样电路单元与所述脉冲信号峰值检测电路单元相连接，用于对所述第一处理信号进行峰值采样，得到采样子结果；
所述测控单元与所述峰值采样电路单元相连接，用于接收根据所述检测子结果和所述采样子结果生成的采样结果。
7.根据权利要求5所述的激光雷达系统，其特征在于，所述信号处理单元包括第二信号放大与缓冲电路、高速差分放大器电路单元、第三信号放大与缓冲电路、射频功率分配器、第四信号放大与缓冲电路、第五信号放大与缓冲电路、第一延时电路单元、第一高速比较器单元、第六信号放大与缓冲电路、第二高速比较器单元、第二延时电路单元、差分与门逻辑电路单元以及差分脉冲信号分配器电路单元，其中，
所述第二信号放大与缓冲电路与所述射频脉冲信号变换器22-1的第二输出引脚相连接，用于对所述反射脉冲进行处理，得到第二处理信号；
所述高速差分放大器电路单元与所述信号放大与缓冲电路相连接，用于对所述第二处理信号进行处理，得到第三处理信号；
所述第三信号放大与缓冲电路与所述高速差分放大器电路单元的正极性输出引脚相连接，用于对所述第三处理信号进行处理，得到第四处理信号；
所述射频功率分配器与所述第三信号放大与缓冲电路相连接，用于传输所述第四处理信号；
所述第四信号放大与缓冲电路与所述射频功率分配器相连接，用于对所述第四处理信号进行处理，得到第五处理信号；
所述第五信号放大与缓冲电路与所述射频功率分配器相连接，用于对所述第四处理信号进行处理，得到第六处理信号；
所述第一延时电路单元与所述第五信号放大与缓冲电路相连接，用于对所述第六处理信号进行延时处理，得到第七处理信号；
所述第一高速比较器单元的输入端分别与所述第四信号放大与缓冲电路和所述第一延时电路单元两者相连接，用于根据所述第五处理信号和所述第七处理信号进行比较处理，得到第一比较信号；
所述第六信号放大与缓冲电路与所述高速差分放大器电路单元的负极性输出引脚相连接，用于对所述第三处理信号进行处理，得到第八处理信号；
所述第二高速比较器单元与所述第六信号放大与缓冲电路相连接，用于对所述第八处理信号和预设处理信号进行比较处理，得到第二比较信号；
所述第二延时电路单元与所述第二高速比较器单元相连接，用于对所述第二比较信号进行延时处理，得到第九处理信号；
所述差分与门逻辑电路单元分别与所述第二延时电路单元和所述高速比较器单元的输出端两者相连接，用于对所述第一比较信号和所述第九处理信号进行逻辑处理，得到第十处理信号；
所述差分脉冲信号分配器电路单元与所述差分与门逻辑电路单元相连接，用于传输所述第十处理信号；
所述测控单元与所述差分脉冲信号分配器电路单元相连接，用于接收根据所述第十处理信号生成的处理结果；
所述TDC电路单元分别与所述差分脉冲信号分配器电路单元和所述测控单元两者相连接，用于对所述第十处理信号进行时间测量，得到测量结果。
8.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述接收中心包括接收光电转换单元和接收处理单元，其中，
所述光电转换单元，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲；
所述接收处理单元与所述光电转换单元相连接，用于对所述反射脉冲进行处理。
9.根据权利要求8所述的激光雷达系统，其特征在于，所述接收光电转换单元包括光学模组和APD电路单元，其中，
所述光学模组，用于根据所述动态接收参数接收与所述激光脉冲相对应的反射脉冲；
所述APD电路单元与所述光学模组相连接，用于对所述反射脉冲进行光电转换。
10.根据权利要求8所述的激光雷达系统，其特征在于，所述接收处理单元包括相互连接的第一放大单元和第二放大单元，其中，所述接收处理单元用于通过所述第一放大单元和所述第二放大单元对所述反射脉冲进行处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011463831.4A CN112612015A (zh) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | 一种激光雷达系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011463831.4A CN112612015A (zh) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | 一种激光雷达系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112612015A true CN112612015A (zh) | 2021-04-06 |
Family
ID=75233694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011463831.4A Withdrawn CN112612015A (zh) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | 一种激光雷达系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112612015A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114637016A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-06-17 | 西安晟昕科技发展有限公司 | 一种激光雷达信号发射及信号处理方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180081061A1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-22 | Apple Inc. | Adaptive transmission power control for a LIDAR |
| US20180113216A1 (en) * | 2016-10-25 | 2018-04-26 | Innoviz Technologies Ltd. | Methods Circuits Devices Assemblies Systems and Functionally Associated Machine Executable Code for Active Optical Scanning of a Scene |
| CN108415028A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-17 | 深圳市砝石激光雷达有限公司 | 脉冲参数加密的激光测距系统及方法 |
| US20180284229A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Light detecting and ranging (lidar) signal processing circuitry |
| CN108919282A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-30 | 北京航空航天大学 | 一种激光雷达信号时刻鉴别系统 |
| JP2019109187A (ja) * | 2017-12-20 | 2019-07-04 | パイオニア株式会社 | 制御装置 |
| WO2020000755A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | Hesai Photonics Technology Co., Ltd. | Adaptive coding for lidar systems |
| CN110687516A (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-14 | 江苏慧光电子科技有限公司 | 光束扫描的控制方法、装置、系统及相应的介质 |
| US20200088844A1 (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-19 | Velodyne Lidar, Inc. | Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system with pulse encoding |
-
2020
- 2020-12-08 CN CN202011463831.4A patent/CN112612015A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180081061A1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-22 | Apple Inc. | Adaptive transmission power control for a LIDAR |
| US20180113216A1 (en) * | 2016-10-25 | 2018-04-26 | Innoviz Technologies Ltd. | Methods Circuits Devices Assemblies Systems and Functionally Associated Machine Executable Code for Active Optical Scanning of a Scene |
| US20180284229A1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Light detecting and ranging (lidar) signal processing circuitry |
| JP2019109187A (ja) * | 2017-12-20 | 2019-07-04 | パイオニア株式会社 | 制御装置 |
| CN108415028A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-17 | 深圳市砝石激光雷达有限公司 | 脉冲参数加密的激光测距系统及方法 |
| CN108919282A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-30 | 北京航空航天大学 | 一种激光雷达信号时刻鉴别系统 |
| WO2020000755A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | Hesai Photonics Technology Co., Ltd. | Adaptive coding for lidar systems |
| CN110687516A (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-14 | 江苏慧光电子科技有限公司 | 光束扫描的控制方法、装置、系统及相应的介质 |
| US20200088844A1 (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-19 | Velodyne Lidar, Inc. | Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system with pulse encoding |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| MAINI, A. K.等: "FPGA-based signal processor for detection and interpretation of pulsed laser radiation", DEFENCE SCIENCE JOURNAL, vol. 57, no. 4, pages 609 - 615 * |
| 蒋猛: "无人驾驶车测距激光雷达系统设计", 工程科技Ⅱ辑, no. 08, pages 035 - 153 * |
| 雷志勇;李永昌;刘星;雷鸣;: "一种用FPGA提高激光测距精度的改进方法", 西安工业大学学报, no. 05, pages 361 - 366 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114637016A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-06-17 | 西安晟昕科技发展有限公司 | 一种激光雷达信号发射及信号处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202182717U (zh) | 一种基于tdc技术的激光测距装置 | |
| US11592553B2 (en) | Distance measurement system and method using lidar waveform matching | |
| CN108919282A (zh) | 一种激光雷达信号时刻鉴别系统 | |
| Palojarvi et al. | A 250-MHz BiCMOS receiver channel with leading edge timing discriminator for a pulsed time-of-flight laser rangefinder | |
| CN103698770A (zh) | 基于fpga芯片的多通道激光回波时间测量系统 | |
| CN204989471U (zh) | 一种多目标脉冲激光测距仪 | |
| CN112114324B (zh) | 一种距离测量方法、装置、终端设备及存储介质 | |
| CN107861112A (zh) | 一种全数字调节的激光测距系统 | |
| CN109581401B (zh) | 距离检测传感器及其工作方法 | |
| CN114637021B (zh) | 一种亚厘米级全波形激光雷达测距方法、装置 | |
| CN113156412B (zh) | 一种激光雷达的电磁干扰检测方法及系统 | |
| CN209117877U (zh) | 一种多通道高精度激光飞行时间测量系统 | |
| CN112612015A (zh) | 一种激光雷达系统 | |
| CN110988901B (zh) | 一种tdc结合相位激光测距方法及系统 | |
| CN104777471B (zh) | 一种脉冲激光近程动态增益控制电路 | |
| CN112162291A (zh) | 一种激光雷达信号处理电路及激光雷达 | |
| CN110873864B (zh) | 一种线阵激光雷达距离像模拟装置和方法 | |
| CN116256767A (zh) | 一种激光雷达飞行时间测量方法及系统 | |
| CN116930984A (zh) | 一种测量电路和测量装置 | |
| CN114609615A (zh) | 一种激光雷达脉冲光信号接收探测系统 | |
| CN112763023B (zh) | 基于优化数据模型的雷达物位计高精度测量输出处理方法 | |
| CN111273260B (zh) | 一种脉冲激光测距系统晶体管型接收电路距离测量精度提高方法 | |
| CN212433402U (zh) | 一种激光回波测距装置 | |
| CN114706058A (zh) | 一种激光接收系统以及激光测距系统 | |
| CN112782714A (zh) | 一种脉冲信号处理电路及激光雷达 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210406 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |