CN109061575A - 一种激光雷达接收电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光雷达接收电路，包括至少一个光电转换器件、IV转换模块、模拟开关和电压放大模块，光电转换器件输出端连接IV转换模块输入端，光电转换器件输出端连接IV转换模块输入端，所述模拟开关连接至少一个IV转换模块输出端，所述模拟开关连接控制模块，所述控制模块控制模拟开关模块在不同时间点选择其中的至少一路信号进入电压放大模块。采用模拟开可以对将采集到的激光脉冲信号转换得到的电压信号进行分别处理，减少了后续处理器件的数量，提高了后续处理器件的处理效率。

Description

一种激光雷达接收电路
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种激光雷达接收电路。
背景技术
无人驾驶领域最近备受人们关注，无人驾驶汽车的可靠性和安全性关系着人们的生命安全。在无人驾驶汽车上安装激光雷达，激光雷达利用TOF原理，能够在汽车行进过程中，检测附近物体并测量周围物体距离，从而通过车辆的控制模块，控制车辆的行进路线和车辆的停止开启。
TOF原理是发射一束高功率的脉冲激光，打在被测物体上，通过测量发射时间与接收时间的时间差来计算距离。激光雷达通常由激光发射端和激光接收端组成，通过将激光雷达安装在无人驾驶汽车上，通过激光测距技术能够检测无人驾驶汽车行进过程中的障碍物，帮助无人驾驶汽车规划行车路线，躲避危险物体，达到安全驾驶的目的。
对脉冲激光信号的接收处理一般包括：首先通过光电转换器件将激光脉冲信号转换为电流脉冲信号；其次，对通过IV转换电路将电流信号转换为电压信号；最后，将电压信号进行放大和时刻鉴别处理后，进入时间间隔测量模块，得到激光飞行时间。激光雷达接收电路中通常包含多个光电转换器件，通过处理产生多路电压信号，采用多个放大器分别对每路电压信号进行同时放大，导致激光雷达接收电路器件繁多，同时影响后续时间间隔测量器件的处理效率。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种激光雷达接收电路，能够减少放大器的使用数量，同时达到快速处理多路电压信号的目的。
为实现上述目的，本发明技术解决方案如下：
一种激光雷达接收电路，包括至少一个光电转换器件、IV转换模块、模拟开关和电压放大模块，
所述光电转换器件输出端连接IV转换模块输入端，所述模拟开关连接至少一个IV转换模块输出端，所述模拟开关连接控制模块，所述控制模块控制模拟开关模块在不同时间点选择其中的至少一路信号进入电压放大模块。
进一步，所述电压放大模块能实现对电压信号的两级放大。
进一步，所述光电转换器件的数量为64个，经IV转换模块转换为64路电压信号。
进一步，从IV转换模块输送到模拟开关的电压信号在控制模块发射的控制信号控制下经模拟开关选通后，可同时输出4路电压信号。
进一步，所述电压放大模块将电压信号进行放大处理后输送到时刻鉴别处理模块，所述时刻鉴别处理模块对放大电压信号进行时刻鉴别处理后将得到的信号输送到时间间隔测量模块。
进一步，所述时间间隔测量模块为TDC时间数字转换芯片。
进一步，所述时刻鉴别处理模块为阈值比较模块。
进一步，所述光电转换器件为光电倍增管或光电二极管。
进一步，所述电压放大模块连接AD转换模块，用于将模拟电压信号转换成数字电压信号后输入控制模块。
本发明一种激光雷达接收电路，包括至少一个光电转换器件、IV转换模块、模拟开关和电压放大模块，光电转换器件输出端连接IV转换模块输入端，所述模拟开关连接至少一个IV转换模块输出端，所述模拟开关连接控制模块，所述控制模块控制模拟开关模块在不同时间点选择其中的至少一路信号进入电压放大模块。采用模拟开可以对将采集到的激光脉冲信号转换得到的电压信号进行分别处理，减少了后续处理器件的数量，提高了后续处理器件的处理效率。
附图说明
图1为本发明一种激光雷达接收电路的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例说明本发明一种激光雷达接收电路。
本发明一种激光雷达接收电路，如图1所示，经待测物反射或散射后返回的激光脉冲经接收镜组聚焦后，入射到光电转换器件上，光电转换器件可以是光电倍增管也可以为光电二极管，用于将接收到的激光脉冲信号转变为电流信号。光电转换器件的数量至少为两个，通过在接收镜组后设置多个光电转换器件，可以通过光电转换器件的设置位置得出待测物所处的方位角度。这里在接收镜组后设置了64个光电转换器件，每个光电转换器件的输出端均连接IV转换电路的输入端，IV转换电路用于将从光电转换器件接收到的电流信号转换为电压信号，经IV转换电路转换后可以得到64路电压信号，通过64个输出端口输出到模拟开关中。
模拟开关连接控制模块，从IV转换模块输送到模拟开关的64路电压信号在控制模块发射的控制信号控制下经模拟开关选通后，同时输出4路电压信号。
模拟开关为两级模拟开关，第一级每个模拟开关连接8路电压信号的输出端，第一级每个模拟开关的输出端均连接第二级模拟开关的输入端，第二级模拟开关具有4个输出端口，同时向电压放大模块输送4路控制信号。模拟开关连接控制模块，控制模块控制模拟开关模块在不同时间点选择其中的4路电压信号进入电压放大模块。电压放大模块可以对接收到的电压信号进行两级放大处理。
电压放大模块连接电压信号时刻鉴别处理模块，将3路经过放大处理后的电压信号输入到时刻鉴别处理模块，时刻鉴别处理模块主要对放大后的电压信号进行处理，为时间测量单元提供所需的终止信号。时刻鉴别模块包含阈值比较器，以减小由信号幅度变化带来的误差。
时刻鉴别处理模块的输出端连接时间间隔测量模块，时间间隔测量模块同时连接激光器驱动电路，激光器驱动电路向时间间隔测量模块发射脉冲激光开始发出的信号，并以此信号与从时间鉴别处理模块接收到的回波信号进行处理得到激光脉冲从发射到接收的时间间隔。时间间隔测量模块为TDC时间数字转换芯片。
时间间隔测量模块将处理得到的时间间隔数据输送到控制模块，经控制模块进行运算处理得到待测物与激光雷达之间的距离。控制器模块可以为ARM模块、PSD模块、FPGA模块中的一种。
电压放大模块同时连接AD转换模块，用于将模拟电压信号转换成数字电压信号后输入控制模块。控制模块可根据接收到的电压模块的位置和大小得到待测物的轮廓信息。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。本发明中的上、下、左、右、顶、底等方位词，仅表示各部件之间的相对位置，不代表各部件的固定位置。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种激光雷达接收电路，包括至少一个光电转换器件、IV转换模块、模拟开关和电压放大模块，
所述光电转换器件输出端连接IV转换模块输入端，所述模拟开关连接至少一个IV转换模块输出端，所述模拟开关连接控制模块，所述控制模块控制模拟开关模块在不同时间点选择其中的至少一路信号进入电压放大模块。
2.如权利要求1所述激光雷达接收电路，其特征在于，所述电压放大模块能实现对电压信号的两级放大。
3.如权利要求1所述激光雷达接收电路，其特征在于，所述光电转换器件的数量为64个，经IV转换模块转换为64路电压信号。
4.如权利要求1-3中任一项所述激光雷达接收电路，其特征在于，从IV转换模块输送到模拟开关的电压信号在控制模块发射的控制信号控制下经模拟开关选通后，可同时输出4路电压信号。
5.如权利要求1所述激光雷达接收电路，其特征在于，所述电压放大模块将电压信号进行放大处理后输送到时刻鉴别处理模块，所述时刻鉴别处理模块对放大电压信号进行时刻鉴别处理后将得到的信号输送到时间间隔测量模块。
6.如权利要求5所述激光雷达接收电路，其特征在于，所述时间间隔测量模块为TDC时间数字转换芯片。
7.如权利要求5所述激光雷达接收电路，其特征在于，所述时刻鉴别处理模块包含阈值比较器。
8.如权利要求1所述激光雷达接收电路，其特征在于，所述光电转换器件为光电倍增管或光电二极管。
9.如权利要求1所述激光雷达接收电路，其特征在于，所述电压放大模块连接AD转换模块，用于将模拟电压信号转换成数字电压信号后输入控制模块。
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