一种零盲区测距系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107450081A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710692122.5(22)申请日2017.08.14(71)申请人成都微光云科技有限公司地址610000四川省成都市武侯区武侯大道铁佛段1号1栋1单元14层1408号(72)发明人冉银春郭忠华孙家强余江孙长征(74)专利代理机构成都众恒智合专利代理事务所(普通合伙)51239代理人王育信(51)Int.Cl.G01S17/10(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种零盲区测距系统(57)摘要本发明公开了一种零盲区测距系统，解决了现有技术TOF测距盲区大，更新速度慢，受环境影响大抗干扰能力差等问题。本发明包括激光发射电路、回波采集电路、激光发射触发电路、25Khz数字滤波电路、时差测量电路、回波补偿电路、APD驱动电路、精密光学模组、以及可产生高精度差分窄脉冲信号和产生25khz占空比可调的PWM频率的高速FPGA控制电路。本发明具有高速驱动、零盲区测量、信号信噪比高、高精度测距、超高速测量频率、以及人眼安全的特点，同时还具有环境识别和超强抗太阳光的能力。CN107450081ACN107450081A权利要求书1/2页1.一种零盲区测距系统，其特征在于：包括激光发射电路(1)、回波采集电路(2)、激光发射触发电路(14)、25Khz数字滤波电路(3)、时差测量电路(4)、回波补偿电路(5)、APD驱动电路(6)、精密光学模组(7)、以及可产生高精度差分窄脉冲信号和产生25khz占空比可调的PWM频率的高速FPGA控制电路(8)，所述高速FPGA控制电路(8)主要负责高速逻辑运算并通过外部高速高精度晶振将所述高速FPGA控制电路(8)内部频率提高至上百兆hz以实现高速逻辑运算；所述激光发射电路(1)包括与所述高速FPGA控制电路(8)产生高精度差分窄脉冲信号的输出端连接的脉冲驱动电路(9)、以及与所述脉冲驱动电路(9)的输出端连接的脉冲激光二极管(10)，所述脉冲驱动电路(9)用于接收所述高速FPGA控制电路(8)产生的高精度差分窄脉冲信号并将该信号进行调制放大以驱动所述脉冲激光二极管(10)发射出激光；所述回波采集电路(2)包括用于接收物体反射激光并将其转化成微弱电流输出的雪崩二极管(11)、与所述雪崩二极管(11)的A极连接用于将所述雪崩二极管(11)输入的电流转化成电压信号并将该电压信号进行放大输出的I/V增益放大电路(12)、与所述I/V增益放大电路(12)的电压信号输出端连接并对该I/V增益放大电路(12)输出的电压信号进行整形分离并输出上升沿信号和回波宽度信号的时刻鉴别电路(13)；所述25Khz数字滤波电路(3)分别与所述时刻鉴别电路(13)、时差测量电路(4)和高速FPGA控制电路(8)连接，用于将所述时刻鉴别电路(13)输出的上升沿信号和回波宽度信号进行带通滤波，以滤除参杂的高频信号和超低频率信号同时获得与发射激光频率一致的回波宽度信号，并将该回波宽度信号输送至所述时差测量电路(4)；所述时差测量电路(4)通过所述激光发射触发电路(14)与所述脉冲激光二极管(10)连接，同时所述时差测量电路(4)还与所述高速FPGA控制电路(8)进行SPI通信，所述激光发射触发电路(14)将流过所述脉冲激光二极管(10)的电流信号利用高速运放电路放大并整形成TTL电平信号，同时将该TTL电平信号输入至所述时差测量电路(4)的START端，所述时差测量电路(4)用于接收所述TTL电平信号、由所述时刻鉴别电路(13)输出的STOP信号、以及与发射激光频率一致的回波宽度信号，并对所述TTL电平信号和所述STOP信号之间的上升沿信号、以及与发射激光频率一致的回波宽度信号的宽度进行精准时差测量，以得到上升沿时差和回波宽度并实时将该上升沿时差和回波宽度通过SPI通信传输至所述高速FPGA控制电路(8)，所述高速FPGA控制电路(8)预先存储好标准上升沿时差和标准回波宽度，同时根据补偿公式对所述上升沿时差进行补偿，以使所述回波宽度稳定在某一状态，进而将存在的盲区距离降低到零；所述回波补偿电路(5)包括PWM驱动电路(15)、高压采集电路(16)和温度补偿电路(17)，所述APD驱动电路(6)的输出端与所述雪崩二极管(11)的触发极连接，所述高压采集电路(16)的输入端和输出端分别与所述APD驱动电路(6)和所述高速FPGA控制电路(8)连接，用于实时采集所述APD驱动电路(6)的高压信息并将所采集的高压信息实时反馈给所述高速FPGA控制电路(8)；所述温度补偿电路(17)的输入端与所述APD驱动电路(6)连接，同时所述温度补偿电路(17)还与所述高速FP