日盲紫外测距系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115575970A(43)申请公布日2023.01.06(21)申请号202211219576.8(22)申请日2022.09.30(71)申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人赵英凯刘建国王跃辉杜阿新(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021专利代理师王文思(51)Int.Cl.G01S17/14(2020.01)G01S17/42(2006.01)G01S7/4863(2020.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称日盲紫外测距系统及方法(57)摘要本公开提供一种日盲紫外测距系统及方法，应用于光电信息技术领域，该方法包括：调制发送端，用于生成伪随机数字序列，将伪随机数字序列调制到紫外脉冲光上以产生紫外光脉冲信号，并将紫外光脉冲信号发送至待测目标；接收测距端，用于接收经待测目标反射的紫外光脉冲信号，将反射的紫外光脉冲信号转换为数字信号，对数字信号进行解码解调同步处理及信道估计得到时间信息，并根据时间信息计算测距系统与待测目标之间的距离。该日盲紫外测距系统及方法具有测距响应快、实时性好、准确性高、抗日光干扰等优势。CN115575970ACN115575970A权利要求书1/2页1.一种日盲紫外测距系统，其特征在于，包括：调制发送端，用于生成伪随机数字序列，将所述伪随机数字序列调制到紫外光上以产生紫外光脉冲信号，并将所述紫外光脉冲信号发送至待测目标；接收测距端，用于接收经所述待测目标反射的紫外光脉冲信号，将反射的紫外光脉冲信号转换为数字信号，对所述数字信号进行解码解调同步处理及信道估计得到时间信息，并根据所述时间信息计算测距系统与待测目标之间的距离。2.根据权利要求1所述的日盲紫外测距系统，其特征在于，所述调制发送端包括依次连接的数字脉冲信号生成模块、电路系统、紫外光源和第一光学系统，其中：所述数字脉冲信号生成模块用于通过m序列的方式生成0‑1数字信号序列，作为所述伪随机数字序列；所述电路系统用于将所述伪随机数字序列调制至所述紫外光源产生的所述紫外光上，产生所述紫外光脉冲信号；所述第一光学系统用于将所述紫外光脉冲信号进行准直和扩束后发送至所述待测目标。3.根据权利要求2所述的日盲紫外测距系统，其特征在于，所述接收测距端包括依次连接的第二光学系统、光电倍增管、电路放大模块、采样模块、数字信号处理模块以及数据显示模块，其中：所述第二光学系统用于对反射的紫外光脉冲信号进行过滤，以滤除环境噪声；光电倍增管，用于对过滤后的紫外光脉冲信号进行放大，将过滤后的紫外光脉冲信号转化为电流信号；电路放大模块，用于对所述电流信号进行二次放大，并将所述电流信号转化为电压信号；采样模块，用于对所述电压信号进行数据采样，将所述电压信号转化为数字信号；数字信号处理模块，用于对所述数字信号进行解调解码同步处理，形成与时间相关的信号，并经过信道估计，得到所述时间信息，以及根据所述时间信息计算测距系统与待测目标之间的距离；数据显示模块，用于显示所述测距系统与待测目标之间的距离。4.根据权利要求3所述的日盲紫外测距系统，其特征在于，所述数字信号处理模块包括：时钟生成单元，用于生成不同时域下的时钟信号；时间计数单元，用于在所述电路系统发送的使能信号的触发下开始计数；光子计数单元，用于对所述数字信号进行二值化判定和上升沿检测，统计所述数字信号中光脉冲上升沿的数量；数据同步单元，用于将所述数字信号中光脉冲上升沿的数量与本地预存的同步帧序列进行相关性计算，得到相关性最强的时刻，并在该时刻产生使能信号控制所述时间计数单元停止计数；距离判决单元，用于根据所述时间计数单元计数得到的所述时间信息计算测距系统与待测目标之间的距离；数据缓存模块，用于对不同单元之间传输的数据进行缓存。2CN115575970A权利要求书2/2页5.根据权利要求4所述的日盲紫外测距系统，其特征在于，所述数字信号为差分信号；所述光子计数单元对所述数字信号进行二值化判定和上升沿检测包括：将所述差分信号转化为单端光子信号进行二值化处理，将满足阈值条件的单端光子信号的伪随机数字变为1，将不满足阈值条件的单端光子信号的伪随机数字变为0；将二值化处理的单端光子信号的每个码元位进行多次码元切片处理，对每个码元切片所含的上升沿进行检测，得到每个码元切片的上升沿数量。6.根据权利要求5所述的日盲紫外测距系统，其特征在于，根据计算每个码元切片上升沿数量G(m)，其中，H(k)为探测到的每个码元切片的上升沿数据，m为码元切片的编号，r为所述采样模块的采样频率，v表示通信速率，M表示每个码元的切片数量。7.根据权利要求4所述的日盲紫外测距系统，其特征在于，所述数据同步单元将所述数字信