CN112596044A - 接收装置、激光雷达及降低激光雷达接收装置干扰信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种降低激光雷达干扰的接收装置包括：多个探测通道，包括探测器，探测器配置成可接收回波并转换为电信号；数据选择器，具有多个输入端，每个探测通道连接到其中一个输入端，配置成可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出；和滤波电路，耦接到数据选择器，配置成可对数据选择器输出的电信号进行滤波；滤波电路包括信号调节单元，配置成降低多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间。本发明的实施例可用于降低多个探测通道切换时产生干扰信号的持续时间，提高了多个探测通道切换时电压信号的一致性，从而能够快速和稳定地采样，有效提高采样效率，并且提高测量过程的实时性，降低了电压信号不一致所导致的干扰。

Description

接收装置、激光雷达及降低激光雷达接收装置干扰信号的 方法

技术领域

本公开涉及光电探测领域，尤其涉及一种用于激光雷达的接收装置、包括该接收装置的激光雷达以及可降低激光雷达接收装置干扰信号的方法。

背景技术

随着人工智能技术的快速发展，自动驾驶、人脸识别、3D拍照等应用场景逐渐成熟。而激光雷达作为一个重要的立体成像感应装置，是这些应用方向得以发展的基本条件。激光雷达接收装置是整个激光雷达的主要组成部分，对于激光雷达接收装置，需要实现对不同通道的接收信号能够快速和稳定地采样，从而有效提高采样效率，并且提高测量过程的实时性。目前激光雷达接收装置的电路设计是激光雷达电路实现的一个难题。

在激光雷达未探测时，对于现有的接收电路，不同探测通道切换时由于器件自身参数不一致导致多路复用后的电压信号不一致。未探测时，不同通道输出的电压信号与预设的基准电压存在偏差，在经过后级放大后会在激光雷达实际探测时形成干扰，实际探测时通常在干扰信号所在时间内不进行目标探测，从而降低了后续采样效率和测量过程的实时性。

图1示出了一种激光雷达所采用的接收电路的示意图,不同通道的探测器将检测的光信号转换为电信号(如电流)，产生的电信号经过前置放大器(TIA)进行信号放大，经放大后的多通道电信号输入到数据选择器(MUX)，数据选择器(MUX)能够切换选择不同通道的电信号，电信号经过RC电路滤除直流信号后输入到后级信号放大器再次进行信号放大，最终放大后的输出电信号进入模数转换器进行信号采样。

图2示出了图1所示的激光雷达所采用的接收电路的时序图，信号A-C分别对应图1中电路的位置。在激光雷达未探测时，数据选择器(MUX)切换选择不同通道(如图2中A信号)的电信号实现多路复用，多路复用后的电压信号如图2中的B信号。未探测时，不同通道输出的电压信号与预设的基准电压存在偏差，导致数据选择器(MUX)输出的电压信号不一致，其中预设的基准电压可以设置，例如为1.5V，偏差通常为±10％-20％，经过RC电路后的电信号会形成尖顶波信号(如图2中C信号)，持续时间为100-300ns，再经过后级放大器后会在激光雷达实际探测时形成干扰。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明设计了一种用于激光雷达的接收装置，可用于降低多个探测通道切换时滤波电路输出的干扰信号的持续时间。

本发明提供一种可用于激光雷达的接收装置，包括：

多个探测通道，每个探测通道包括探测器，所述探测器配置成可接收回波并转换为电信号；

数据选择器，具有多个输入端，每个探测通道连接到其中一个输入端，所述数据选择器配置成可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出；和

滤波电路，耦接到所述数据选择器，配置成可对所述数据选择器输出的电信号进行滤波；

其中所述滤波电路包括信号调节单元，所述信号调节单元配置成降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个方面，所述信号调节单元包括相连接的开关器件和开关控制器，所述开关控制器配置成可输出控制信号，以控制所述开关器件的接通和断开来改变所述滤波电路的电阻值，从而改变所述干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个方面，其中所述开关控制器配置成：提前于切换各探测通道的时刻，控制所述开关器件接通以减小所述干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个方面，还包括放大器，所述放大器耦接到所述滤波电路的输出端，用于放大所述滤波电路的输出信号。

根据本发明的一个方面，其中所述开关器件配置成：当所述控制信号为低电平时，所述开关器件断开；当所述控制信号为高电平时，所述开关器件接通。

根据本发明的一个方面，其中所述滤波电路还包括第一RC电路，所述第一RC电路与信号调节单元相连接，用于滤除所述数据选择器输出的电信号中的直流分量，所述开关器件与所述第一RC电路的电阻并联。

根据本发明的一个方面，所述滤波电路的电阻值为所述开关器件在接通状态下与所述第一RC电路的电阻并联后获得的电阻值。

根据本发明的一个方面，其中所述信号调节单元还包括：第一反相器和第二RC电路，所述第二RC电路包括第二电阻和第二电容，所述第一反相器、第二电阻和第二电容串联在所述开关器件的控制端与所述放大器之间，所述第二电容配置成抵消所述开关器件的寄生电容的影响。

根据本发明的一个方面，所述开关器件接通状态下，能够与所述第一RC电路形成第三RC电路。

根据本发明的一个方面，其中所述开关控制器配置成：控制所述开关器件接通的时刻与切换各探测通道的时刻的时间间隔为所述第三RC电路时间常数的4-6倍。

根据本发明的一个方面，其中所述信号调节单元还包括：第二反相器，耦接到所述开关控制器的信号输出端与所述开关器件的控制端之间。

根据本发明的一个方面，其中所述信号调节单元还包括：第三电阻和第三电容，配置成调节反向注入时间，其中所述第三电阻连接于所述开关器件的控制端与所述第一反相器的输入端之间，所述第三电容的一端耦接于所述第一反相器的输入端，另一端接地。

根据本发明的一个方面，每个探测通道还包括跨阻放大器，所述跨阻放大器耦接在所述探测器与所述数据选择器的输入端之间，所述开关器件是MOS管或三极管。

根据本发明的一个方面，其中所述开关器件是PMOS管。

本发明还提供一种激光雷达，包括：

发射装置，包括多个激光器，用于发射探测激光束；和

如上所述的接收装置，其中所述接收装置的探测器配置成可接收所述探测激光束在目标物上反射的回波并转换为电信号。

本发明还提供一种降低激光雷达接收装置干扰信号的方法，其中所述激光雷达包括多个探测通道、数据选择器和滤波电路，每个探测通道包括探测器，可接收回波并转换为电信号，所述数据选择器具有多个输入端，每个探测通道连接到其中一个输入端，所述数据选择器配置成可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出，所述滤波电路包括信号调节单元，所述信号调节单元配置成降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间，其中所述方法包括：

S101：通过其中一个探测通道将回波转换为电信号；

S102：通过所述数据选择器切换选择所述其中一个探测通道，将所述其中一个探测通道的电信号输出；

S103：通过滤波电路对所述数据选择器输出的电信号进行滤波，并通过所述信号调节单元降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个方面，其中所述信号调节单元包括相连接的开关器件和开关控制器，所述开关控制器配置成可输出控制信号，以控制所述开关器件的接通和断开，来改变所述干扰信号的持续时间，其中所述步骤S103包括：通过开关控制器控制所述开关器件的接通和断开，来改变所述干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个方面，其中所述步骤S103包括：提前于切换到所述一个探测通道的时刻，控制所述开关器件接通以减小所述干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个方面，其中所述滤波电路还包括第一RC电路，所述第一RC电路与所述信号调节单元相连接，用于滤除所述数据选择器输出的电信号中的直流分量，所述开关器件与所述第一RC电路的电阻并联，所述信号调节单元还包括：第一反相器和第二RC电路，所述第二RC电路包括第二电阻和第二电容，所述第一反相器、第二电阻和第二电容串联在所述开关器件的控制端与放大器之间，所述第二电容配置成抵消所述开关器件的寄生电容的影响，所述开关器件接通状态下，能够与所述第一RC电路形成第三RC电路，所述步骤S103包括：控制所述开关器件接通的时刻与切换各探测通道的时刻的时间间隔为所述第三RC电路时间常数的4-6倍。

根据本发明的一个方面，该方法通过如上所述的接收装置实施。

本发明实施例的接收装置解决了现有激光雷达接收电路中存在的多通道电信号融合过程中不同接收通道切换时由于器件自身参数不一致所导致的电压信号不一致，从而会在激光雷达测量时形成干扰，降低采样效率和测量过程的实时性等问题；相比于现有技术，本发明的接收装置通过增加信号调节单元，提高了不同接收通道切换时电压信号的一致性，从而能够快速和稳定地采样，有效提高采样效率，并且提高测量过程的实时性，降低了电压信号不一致所导致的干扰。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1示出了现有的一种激光雷达所采用的接收电路的示意图；

图2示出了图1所示现有的激光雷达所采用的接收电路的时序图；

图3示出了第一实施例的接收装置的示意图；

图4示出了第一实施例在未探测时接收电路的时序图；

图5示出了第二实施例的接收装置的示意图；

图6示出了第二实施例在未探测时接收电路的时序图；

图7示出了第三实施例的接收装置的示意图；

图8示出了第四实施例的接收装置的示意图；

图9A示出了采用图1所示现有的接收电路的尖顶波信号采样图；

图9B示出了采用本发明的接收装置的尖顶波信号采样图；

图10示出了一种降低激光雷达接收装置干扰信号的方法的示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的实施例设计了一种用于激光雷达的接收装置。该接收装置包括多个探测通道、数据选择器和滤波电路。每个探测通道包括探测器，可接收回波并转换为电信号；数据选择器具有多个输入端，每个探测通道连接到其中一个输入端，可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出；滤波电路耦接到所述数据选择器，配置成可对所述数据选择器输出的电信号进行滤波，滤波电路并且包括信号调节单元，用于降低多个探测通道切换时滤波电路输出的干扰信号的持续时间。

该接收装置通过在滤波电路中增加信号调节单元，提高了不同接收通道切换时电压信号的一致性，从而能够快速和稳定地采样，有效提高采样效率，并且提高测量过程的实时性，降低了基准电压不一致所导致的干扰。下面参考附图详细描述。

本发明第一实施例的信号调节单元包括相连接的开关器件和开关控制器，开关控制器配置成可输出控制信号，以控制开关器件的接通和断开，来改变干扰信号的持续时间。

图3示出了根据本发明第一实施例的接收装置10的示意图。该接收装置10包括多个探测通道11-1、…、11-N、数据选择器(MUX选择器)13和滤波电路15。每个探测通道包括探测器111，诸如雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)、硅光电倍增管(SiliconPhotomultiplier，SiPM)、单光子雪崩二极管(SPAD)等，探测器可接收来自目标物的回波并转换为电信号，例如电流信号。探测器产生的电信号通常比较微弱，因此每个探测通道优选还包括前置放大器112，前置放大器112耦接到所述探测器111的输出端，用于对探测器产生的电信号进行放大，其中前置放大器可以为跨阻放大器(trans-impedance amplifier，TIA)。数据选择器13具有多个输入端，每个探测通道连接到所述数据选择器13的其中一个输入端，数据选择器13可以依序切换选择其中一个探测通道的电信号。滤波电路15耦接到数据选择器13的输出端并接收所选择的探测通道的电信号，用于对数据选择器输出的电信号进行滤波。所述滤波电路15还包括信号调节单元152，所述信号调节单元152配置成降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路15输出的干扰信号的持续时间，下面详细描述。接收装置10优选还包括(后级)放大器(AMP)17，用于放大滤波电路15的输出信号，放大后的信号可用于进行采样、AD转换和后续的信号处理。

如图3所示，滤波电路15包括第一RC电路和信号调节单元152。其中所述第一RC电路包括电阻R1和电容C1，并耦接到所述数据选择器13的输出端，接收数据选择器所选择的探测通道的电信号，并进行直流滤波，实现交流耦合功能，用于减小输入到后级的信号的宽度(如图4中的信号B)。由于强回波信号形成的矩形波宽度很宽，不利于信号处理，采用RC电路可以将矩形波信号转换为尖顶波信号，从而相应地减小了信号宽度，其中电容C1用于通过交流信号方式来隔断直流信号。图3的实施例中示出了滤波电路包括第一RC电路来进行滤波，本领域技术人员还可以根据具体的电路参数和需求，使用其他电路替代第一RC电路以实现相同功能，这些都在本发明的保护范围内。为方便起见，下面将以第一RC电路为例进行描述。

如图3所示，第一RC电路的电容C1的一个极板耦接到数据选择器13的输出端，另一个极板耦接到放大器17的输入端以及电阻R1，电阻R1的另一端连接到放大器17的偏置电压Vos。

信号调节单元152用于减小尖顶波信号对探测信号的影响。如图3所示，信号调节单元152包括开关器件M1和开关控制器P1，其中开关器件M1与电阻R1并联，开关器件M1可以是MOS管或三极管，优选为PMOS管。以PMOS管为例，PMOS管M1的漏极与放大器17的输入端连接，栅极与开关控制器P1连接，源极与放大器偏置电压Vos连接；开关控制器P1用于控制开关器件M1的接通和断开。第一RC电路产生的尖顶波信号(如图2中信号C)的持续时间由时间常数R*C决定，由于开关器件M1接通时的寄生电阻很小，与电阻R1并联后将减小电阻值，从而减小时间常数，降低尖顶波信号的持续时间。

图4示出了图3所示的第一实施例的接收装置10在未探测时信号的时序图，信号A-D分别对应图3中电路的位置。在激光雷达未探测时，数据选择器(MUX)切换选择不同通道(如图4中信号A)的电压信号，电压信号如图4中的信号B。未探测时，不同通道输出的电压信号与预设的基准电压存在偏差，导致数据选择器输出的电压信号不一致，其中预设的基准电压可以设置，例如为1.5V，偏差通常为±10％-20％。开关控制器P1输出的控制信号如图4的信号D所示，当控制信号为低电平时，控制开关器件M1断开；当控制信号为高电平时，控制开关器件M1接通。其中优选的，控制开关器件M1接通的时刻可以早于切换各通道的时刻(如图2中信号C中各尖顶波形成时刻)，即在形成尖顶波信号之前已经降低电阻值，从而减小时间常数，降低尖顶波信号的持续时间，最终经过信号调节单元调整后的信号如图4的信号C所示。

经过滤波电路后产生的尖顶波信号如图4中的信号C。将图4中信号C的持续时间与图2中信号C的时间做对比可以发现，使用现有接收电路的干扰信号持续时间为100-300ns，使用本发明的接收装置后干扰信号的持续时间为50-100ns。由此可见，图3所示的第一实施例显著降低了干扰信号的持续时间。

本发明第二实施例的信号调节单元在第一实施例的基础上还包括：第一反相器、第二电阻和第二电容，所述第一反相器、第二电阻和第二电容串联在开关器件的控制端与放大器之间，第二电容配置成抵消所述开关器件的寄生电容的影响。

图5示出了根据本发明第二实施例的接收装置20的示意图。该接收装置20包括多个探测通道21-1、…、21-N、数据选择器23、滤波电路25和放大器(AMP)27。每个探测通道包括探测器211，探测器211可接收回波并转换为电信号；数据选择器23可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出；滤波电路25用于对数据选择器23输出的电信号进行过滤，例如将直流分量过滤掉。放大器(AMP)27用于放大滤波电路的输出信号。图5所示的第二实施例中的探测通道、数据选择器23、放大器27与图3实施例中对应的部件基本相同，此处不再赘述，重点描述两个实施例之间的区别之处。

在图3所示的第一实施例的基础上，图5所示的第二实施例中的信号调节单元252还包括第一反相器N1、第二电阻R2和第二电容C2，其中第二电阻R2和第二电容C2构成第二RC电路。其中所述第一反相器N1、第二电阻R2和第二电容C2串联在所述开关器件M1的控制端(栅极)与所述放大器27之间，所述开关器件包括寄生电阻和寄生电容，在其接通状态下，能够与所述第一RC电路形成第三RC电路，所述第二电容C2配置成抵消所述开关器件M1的寄生电容的影响。图3所示的第一实施例解决了干扰信号的持续时间的问题，但是增加的PMOS管寄生电容可能对于时间常数具有一定影响。为抵消寄生电容对时间常数的影响，在第一实施例的基础上增加了反相器N1、第二RC电路(包括第二电阻R2和第二电容C2)。所增加的电路用于对图4中信号C的尖顶波信号进行信号补偿，其中第二电容C2为针对PMOS管的寄生电容的补偿电容，其电容值依据PMOS管的寄生电容设置，通常为10-30pF。通过第一反相器N1将开关控制器P1的控制信号反相形成反相控制信号，再通过第二RC电路形成与所述第一RC电路形成的尖顶波信号反相的信号，从而抵消PMOS管的寄生电容产生的影响。

开关控制器P1形成的控制信号如图6的信号D所示，当控制信号为低电平时，控制开关器件M1断开；当控制信号为高电平时，控制开关器件M1接通。其中控制开关器件M1接通的时刻可以早于切换各通道的时刻(如图2中信号C中各尖顶波形成时刻)，即在形成尖顶波信号之前已经降低电阻值，从而减小时间常数，降低尖顶波信号的持续时间。切换各通道的时刻与其对应的控制开关器件M1接通的时刻之间的时间间隔可以设置为所述第三RC电路时间常数的4-6倍(如图6所示)，用于覆盖尖顶波信号的持续时间，从而降低尖顶波信号的强度。其中时间常数为R’*C,R’为开关器件M1与电阻R1并联后的电阻值。控制信号通过反相器形成反相控制信号，再通过第二RC电路形成与图4中信号C的尖顶波信号反相的信号，从而抵消PMOS管的寄生电容产生的影响，最终经过信号调节单元调整后的信号如图6的信号C所示。

图6示出了图5所示的第二实施例接收装置在未探测时信号的时序图,信号A-D分别对应图5中电路的位置。在激光雷达未探测时，数据选择器(MUX)切换选择不同通道(如图6中信号A)的电信号实现多路复用，多路复用后的电压信号如图6中的信号B。未探测时，不同通道输出的电压信号与预设的基准电压存在偏差，导致数据选择器输出的电压信号不一致，其中预设的基准电压可以设置，例如为1.5V，偏差通常为±10％-20％。经过滤波电路后产生的尖顶波信号如图6中的信号C，将图6中信号C的持续时间与图2中信号C的时间做对比，可看出尖顶波信号的持续时间明显减小，即第二实施例同样解决了降低干扰信号的持续时间的问题。同时，相对于图3所示的第一实施例，图5所示的第二实施例还降低了尖顶波信号的强度。

本发明第三实施例的信号调节单元在第二实施例的基础上还包括：第二反相器，耦接到所述开关控制器的信号输出端与所述开关器件的控制端之间，用于增强控制信号的驱动能力。

图7示出了根据本发明第三实施例的接收装置30的示意图。该接收装置包括多个探测通道31-1、…、31-N、数据选择器33、滤波电路35和放大器(AMP)37。每个探测通道包括探测器311，可接收回波并转换为电信号；数据选择器33可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出；滤波电路35用于对数据选择器33输出的电信号进行滤波，例如滤除直流分量。放大器(AMP)37用于放大滤波电路的输出信号。图7所示的第三实施例中的探测通道、数据选择器33、放大器37与图3所示的第一实施例中对应的部件基本相同，此处不再赘述，重点描述两个实施例之间的区别之处。

其中滤波电路35包括RC电路和信号调节单元352。RC电路用于滤除数据选择器33输出的电信号中的直流分量，可以被其他电路替代以实现相同功能。信号调节单元352包括第一反相器N1、第二反相器N2、第二电阻R2、第二电容C2、开关器件M1和开关控制器P1，开关控制器P1输出控制信号以控制开关器件M1的接通和断开。

在第二实施例的基础上，第三实施例的信号调节单元352还包括第二反相器N2，其中第二反相器N2设置在开关控制器P1的信号输出端与开关器件M1的控制端之间，并且位于开关控制器P1的信号输出端和第一反相器N1之间，能够防止控制信号受到干扰或者跳变，稳定控制信号边缘。

本发明第四实施例的信号调节单元在第三实施例的基础上还包括：第三电阻和第三电容，配置成调节反向注入时间，其中第三电阻连接于开关器件的控制端与第一反相器的输入端之间，第三电容的一端耦接于第一反相器的输入端，另一端接地。

图8示出了根据本发明第四实施例的接收装置40的示意图。该接收装置40包括多个探测通道41-1、…、41-N、数据选择器43、滤波电路45和放大器(AMP)47。每个探测通道包括探测器411，可接收回波并转换为电信号；数据选择器43可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出；滤波电路45用于对数据选择器43输出的电信号进行过滤，例如滤除直流分量；放大器(AMP)47用于放大滤波电路的输出信号。图8所示的第四实施例中的探测通道、数据选择器43、放大器47与图3所示的第一实施例中对应的部件基本相同，此处不再赘述，重点描述两个实施例之间的区别之处。

其中滤波电路45包括RC电路和信号调节单元452。RC电路用于滤除数据选择器输出的电信号中的直流分量，可以被其他电路替代以实现相同功能；信号调节单元452包括第一反相器N1、第二反相器N2、第二电阻R2、第二电容C2、开关器件M1和开关控制器，开关控制器输出控制信号以控制开关器件的接通和断开。

在第三实施例的基础上，第四实施例的信号调节单元还包括第三电阻R3和第三电容C3，其中第三电阻R3设置在第一反相器N1和第二反相器N2之间，第三电容C3一端耦接于所述第一反相器N1的输入端，另一端接地用于调节反相注入时间,即用于调整通过第一反相器N1和第二RC电路后的反相信号与干扰信号进行抵消的时间。

图9A示出了采用图1所示接收电路的尖顶波信号采样图，通过图1所示接收电路形成的尖顶波信号(如图2中C信号)持续时间为254ns。

图9B示出了采用本发明的接收装置的尖顶波信号采样图，通过本发明第二实施例的接收电路(如图5所示)形成的尖顶波信号(如图6中信号C)，持续时间为100ns。

由此可见，多个探测通道切换时产生干扰信号的持续时间被显著降低了。

以上描述了根据本发明各个实施例的接收装置。本发明还公开了一种激光雷达，包括：发射装置和如上所述的接收装置，其中发射装置包括多个激光器，用于发射探测激光束；所述接收装置的探测器配置成可接收所述探测激光束在目标物上反射的回波并转换为电信号。

本发明还涉及一种降低激光雷达接收装置干扰信号的方法100(如图10所示)，其中所述激光雷达包括多个探测通道、数据选择器和滤波电路，每个探测通道包括探测器，可接收回波信号并转换为电信号，所述数据选择器具有多个输入端，每个探测通道连接到其中一个输入端，所述数据选择器配置成可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出，所述滤波电路包括信号调节单元，所述信号调节单元配置成降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间，其中所述方法包括：

在步骤S101：通过其中一个探测通道将回波转换为电信号；

在步骤S102：通过所述数据选择器切换选择所述其中一个探测通道，将所述其中一个探测通道的电信号输出；

在步骤S103：通过滤波电路对所述数据选择器输出的电信号进行滤波，并通过所述信号调节单元降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个优选实施例，所述信号调节单元包括相连接的开关器件和开关控制器，所述开关控制器配置成可输出控制信号，以控制所述开关器件的接通和断开，来改变所述干扰信号的持续时间。所述步骤S103包括：通过开关控制器控制所述开关器件的接通和断开，来改变所述干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个优选实施例，所述步骤S103包括：提前于切换到所述一个探测通道的时刻，控制所述开关器件接通以减小所述干扰信号的持续时间。

根据本发明的一个优选实施例，所述滤波电路还包括第一RC电路，所述第一RC电路与所述信号调节单元相连接，用于滤除所述数据选择器输出的电信号中的直流分量，所述开关器件与所述第一RC电路的电阻并联，所述信号调节单元还包括：第一反相器和第二RC电路，所述第二RC电路包括第二电阻和第二电容，所述第一反相器、第二电阻和第二电容串联在所述开关器件的控制端与放大器之间，所述第二电容配置成抵消所述开关器件的寄生电容的影响，所述开关器件接通状态下，能够与所述第一RC电路形成第三RC电路，所述步骤S103包括：控制所述开关器件接通的时刻与切换各探测通道的时刻的时间间隔为所述第三RC电路时间常数的4-6倍，用于覆盖尖顶波信号的持续时间，从而降低尖顶波信号的强度，其中时间常数为R’*C,R’为开关器件M1与电阻R1并联后的电阻值。

根据本发明的一个优选实施例，所述方法通过如上所述的接收装置实施。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种可用于激光雷达的接收装置，包括：

多个探测通道，每个探测通道包括探测器，所述探测器配置成可接收回波并转换为电信号；

数据选择器，具有多个输入端，每个探测通道连接到其中一个输入端，所述数据选择器配置成可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出；和

滤波电路，耦接到所述数据选择器，配置成可对所述数据选择器输出的电信号进行滤波；

其中所述滤波电路包括信号调节单元，所述信号调节单元配置成降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间。

2.如权利要求1所述的接收装置，所述信号调节单元包括相连接的开关器件和开关控制器，所述开关控制器配置成可输出控制信号，以控制所述开关器件的接通和断开来改变所述滤波电路的电阻值，从而改变所述干扰信号的持续时间。

3.如权利要求2所述的接收装置，其中所述开关控制器配置成：提前于切换各探测通道的时刻，控制所述开关器件接通以减小所述干扰信号的持续时间。

4.如权利要求1所述的接收装置，还包括放大器，所述放大器耦接到所述滤波电路的输出端，用于放大所述滤波电路的输出信号。

5.如权利要求2所述的接收装置，其中所述开关器件配置成：当所述控制信号为低电平时，所述开关器件断开；当所述控制信号为高电平时，所述开关器件闭合。

6.如权利要求2所述的接收装置，其中所述滤波电路还包括第一RC电路，所述第一RC电路与信号调节单元相连接，用于滤除所述数据选择器输出的电信号中的直流分量，所述开关器件与所述第一RC电路的电阻并联。

7.如权利要求6所述的接收装置，所述滤波电路的电阻值为所述开关器件在接通状态下与所述第一RC电路的电阻并联后获得的电阻值。

8.如权利要求6所述的接收装置，其中所述信号调节单元还包括：第一反相器和第二RC电路，所述第二RC电路包括第二电阻和第二电容，所述第一反相器、第二电阻和第二电容串联在所述开关器件的控制端与所述放大器之间，所述第二电容配置成抵消所述开关器件的寄生电容的影响。

9.如权利要求8所述的接收装置，所述开关器件接通状态下，能够与所述第一RC电路形成第三RC电路。

10.如权利要求9所述的接收装置，其中所述开关控制器配置成：控制所述开关器件接通的时刻与切换各探测通道的时刻的时间间隔为所述第三RC电路时间常数的4-6倍。

11.如权利要求8-10中任一项所述的接收装置，其中所述信号调节单元还包括：第二反相器，耦接到所述开关控制器的信号输出端与所述开关器件的控制端之间。

12.如权利要求11所述的接收装置，其中所述信号调节单元还包括：第三电阻和第三电容，配置成调节反向注入时间，其中所述第三电阻连接于所述开关器件的控制端与所述第一反相器的输入端之间，所述第三电容的一端耦接于所述第一反相器的输入端，另一端接地。

13.如权利要求1所述的接收装置，每个探测通道还包括跨阻放大器，所述跨阻放大器耦接在所述探测器与所述数据选择器的输入端之间，所述开关器件是MOS管或三极管。

14.如权利要求13所述的接收装置，其中所述开关器件是PMOS管。

15.一种激光雷达，包括：

发射装置，包括多个激光器，用于发射探测激光束；和

如权利要求1-14中任一项所述的接收装置，其中所述接收装置的探测器配置成可接收所述探测激光束在目标物上反射的回波并转换为电信号。

16.一种降低激光雷达接收装置干扰信号的方法，其中所述激光雷达包括多个探测通道、数据选择器和滤波电路，每个探测通道包括探测器，可接收回波并转换为电信号，所述数据选择器具有多个输入端，每个探测通道连接到其中一个输入端，所述数据选择器配置成可切换选择其中一个探测通道的电信号并输出，所述滤波电路包括信号调节单元，所述信号调节单元配置成降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间，其中所述方法包括：

S101：通过其中一个探测通道将回波转换为电信号；

S102：通过所述数据选择器切换选择所述其中一个探测通道，将所述其中一个探测通道的电信号输出；

S103：通过滤波电路对所述数据选择器输出的电信号进行滤波，并通过所述信号调节单元降低所述多个探测通道切换时所述滤波电路输出的干扰信号的持续时间。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述信号调节单元包括相连接的开关器件和开关控制器，所述开关控制器配置成可输出控制信号，以控制所述开关器件的接通和断开，来改变所述干扰信号的持续时间，其中所述步骤S103包括：通过开关控制器控制所述开关器件的接通和断开，来改变所述干扰信号的持续时间。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述步骤S103包括：提前于切换到所述一个探测通道的时刻，控制所述开关器件接通以减小所述干扰信号的持续时间。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述滤波电路还包括第一RC电路，所述第一RC电路与所述信号调节单元相连接，用于滤除所述数据选择器输出的电信号中的直流分量，所述开关器件与所述第一RC电路的电阻并联，所述信号调节单元还包括：第一反相器和第二RC电路，所述第二RC电路包括第二电阻和第二电容，所述第一反相器、第二电阻和第二电容串联在所述开关器件的控制端与放大器之间，所述第二电容配置成抵消所述开关器件的寄生电容的影响，所述开关器件接通状态下，能够与所述第一RC电路形成第三RC电路，所述步骤S103包括：控制所述开关器件接通的时刻与切换各探测通道的时刻的时间间隔为所述第三RC电路时间常数的4-6倍。

20.如权利要求16-19中任一项所述的方法，其中所述方法通过如权利要求1-14中任一项所述的接收装置实施。

Images