CN112965051A - 一种激光发射与接收系统的温度补偿方法 - Google Patents

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王伟毅
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    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，包括以下步骤：预先进行参数记录：改变环境温度，采集并记录系统的温度、工作电压、激光发射模块的发光强度和接收模块的放大倍数；根据上述数据拟合出温度特性曲线；根据实际使用时采集到的系统温度，结合温度特性曲线，调整工作电压，使激光发射模块和接收模块工作在稳定状态。本发明的实质性效果包括：仅需要检测系统温度，根据事先得到的温度特性曲线对工作电压进行调整，即可实现温度补偿，不再依赖复杂的温度补偿装置，节省成本，提高效率。

Description

一种激光发射与接收系统的温度补偿方法
技术领域
本发明涉及温度补偿领域，特别涉及一种激光发射与接收系统的温度补偿方法。
背景技术
激光测距核心是发射与接收系统。系统的关键器件激光二极管和雪崩光电二极管对温度比较敏感，且个体差异较大。不同温度下的稳定性直接影响到产品的性能及安全。
传统激光二极管温度控制方式，需要在激光器内部集成光电二极管，用于监控激光功率，并通过搭配的自动功率控制电路，实现不同温度下激光功率的稳定输出。雪崩光电二极管也需要搭配基准混频模块等方式，通过信号判断来完成调整。如授权公告号CN103279149B的发明公开了一种温度补偿式恒温激光器，其包括有由上至下层叠设置的一激光器主体、一恒温热沉组件及一流体热沉组件，恒温热沉组件上设有一温度补偿装置及一恒温热沉温度采集装置，流体热沉组件上设有一流体热沉温度采集装置，该流体热沉内设有腔体，且该腔体包括有一入口及一出口，激光器还包括有一流体输出装置及一数据处理单元，流体输出装置、温度补偿装置、恒温热沉温度采集装置及流体热沉温度采集装置均电连接于该数据处理单元。
但现有技术的温度补偿方案结构复杂且成本较高。
发明内容
针对现有技术的温度补偿方案结构复杂且成本较高的问题，本发明提供了一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，通过预先拟合温度特性曲线，并在实际运行时仅需要采集温度，根据曲线对电参数进行调整，实现实时的温度补偿，不再需要复杂的补偿装置。
以下是本发明的技术方案。
一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，包括以下步骤：
预先进行参数记录：改变环境温度，采集并记录系统的温度、工作电压、激光发射模块的发光强度和接收模块的放大倍数；根据上述数据拟合出温度特性曲线；根据实际使用时采集到的系统温度，结合温度特性曲线，调整工作电压，使激光发射模块和接收模块工作在稳定状态。
本发明仅需要检测系统温度，根据事先得到的温度特性曲线对工作电压进行调整，即可实现温度补偿，不再依赖复杂的温度补偿装置，节省成本，提高效率。
作为优选，所述工作电压的调整方式为改变PWM占空比。通过输出PWM占空比变化来调整激光发射模块的功率或接收模块的放大倍数。其中接收模块一般还需要结合LC振荡电路以产生不同的电压。
作为优选，所述系统的温度由温度传感模块采集，所述温度传感模块利用NTC电阻检测激光发射模块和接收模块所在位置的温度，并最终转换为电信号输出。
作为优选，所述拟合出温度特性曲线的过程包括：以系统的温度为横坐标，以激光发射模块的发光强度或接收模块的放大倍数为纵坐标，根据记录的数据进行曲线绘制并拟合。
作为优选，所述拟合出温度特性曲线的过程还包括：以系统的温度为横坐标，保持激光发射模块的发光强度和接收模块的放大倍数不变，以工作电压PWM占空比为纵坐标，根据记录的数据进行曲线绘制并拟合。
作为优选，所述激光发射模块的功能器件为激光器LD，所述发光强度为激光器LD的发光强度。
作为优选，所述接收模块的功能器件为雪崩光电二极管APD，所述放大倍数为雪崩光电二极管APD的放大倍数。
本发明的实质性效果包括：仅需要检测系统温度，根据事先得到的温度特性曲线对工作电压进行调整，即可实现温度补偿，不再依赖复杂的温度补偿装置，节省成本，提高效率。
附图说明
图1是本发明实施例采用的激光发射模块电路原理图；
图2是本发明实施例采用的接收模块电路原理图。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本申请的技术方案进行描述。另外，为了更好的说明本发明，在下文中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未做详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
实施例：
一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，包括以下步骤：
预先进行参数记录：改变环境温度，采集并记录系统的温度、工作电压、激光发射模块的发光强度和接收模块的放大倍数；根据上述数据拟合出温度特性曲线；根据实际使用时采集到的系统温度，结合温度特性曲线，调整工作电压，使激光发射模块和接收模块工作在稳定状态。
本实施例仅需要检测系统温度，根据事先得到的温度特性曲线对工作电压进行调整，即可实现温度补偿，不再依赖复杂的温度补偿装置，节省成本，提高效率。
其中，拟合出温度特性曲线的过程包括：以系统的温度为横坐标，以激光发射模块的发光强度或接收模块的放大倍数为纵坐标，根据记录的数据进行曲线绘制并拟合。
拟合出温度特性曲线的过程还包括：以系统的温度为横坐标，保持激光发射模块的发光强度和接收模块的放大倍数不变，以工作电压PWM占空比为纵坐标，根据记录的数据进行曲线绘制并拟合。
其中，系统的温度由温度传感模块采集，温度传感模块利用NTC电阻检测激光发射模块和接收模块所在位置的温度，并最终转换为电信号输出。
如图1所示是本实施例的激光发射模块，主要由激光器LD 和对应的驱动电路组成，通过输出PWM占空比变化来调整LD的功率。
如图2所示是本实施例的接收模块，主要由雪崩光电二极管APD和对应的驱动电路组成，输出不同占空比的PWM，结合LC振荡电路产生不同的电压，从而调整APD的放大倍数。
本实施例的实质性效果包括：仅需要检测系统温度，根据事先得到的温度特性曲线对工作电压进行调整，即可实现温度补偿，不再依赖复杂的温度补偿装置，节省成本，提高效率。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过其它的方式实现。例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个结构，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，结构或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上内容，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
预先进行参数记录：改变环境温度，采集并记录系统的温度、工作电压、激光发射模块的发光强度和接收模块的放大倍数；
根据上述数据拟合出温度特性曲线；
根据实际使用时采集到的系统温度，结合温度特性曲线，调整工作电压，使激光发射模块和接收模块工作在稳定状态。
2.根据权利要求1所述的一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，其特征在于，所述工作电压的调整方式为改变PWM占空比。
3.根据权利要求1或2所述的一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，其特征在于，所述系统的温度由温度传感模块采集，所述温度传感模块利用NTC电阻检测激光发射模块和接收模块所在位置的温度，并最终转换为电信号输出。
4.根据权利要求2所述的一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，其特征在于，所述拟合出温度特性曲线的过程包括：以系统的温度为横坐标，以激光发射模块的发光强度或接收模块的放大倍数为纵坐标，根据记录的数据进行曲线绘制并拟合。
5.根据权利要求4所述的一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，其特征在于，所述拟合出温度特性曲线的过程还包括：以系统的温度为横坐标，保持激光发射模块的发光强度和接收模块的放大倍数不变，以工作电压PWM占空比为纵坐标，根据记录的数据进行曲线绘制并拟合。
6.根据权利要求1所述的一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，其特征在于，所述激光发射模块的功能器件为激光器LD，所述发光强度为激光器LD的发光强度。
7.根据权利要求1所述的一种激光发射与接收系统的温度补偿方法，其特征在于，所述接收模块的功能器件为雪崩光电二极管APD，所述放大倍数为雪崩光电二极管APD的放大倍数。
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