CN216954543U - 同步控制电路、同步定位与建图系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种同步控制电路、同步定位与建图系统及电子设备，其中，同步控制电路包括第一信息采集单元、波形整形单元、阻抗匹配单元、控制单元和第二信息采集单元，所述波形整形单元包括施密特触发器；第一信息采集单元与波形整形单元连接，波形整形单元与电阻单元连接，电阻单元与控制单元连接，控制单元与第二信息采集单元。该同步控制电路中，通过施密特触发器对同步信号进行处理，并通过阻抗匹配单元进行阻抗匹配，即使同步信号发生畸变，也可确保控制单元可接收到施密特触发器发送的工整的触发信号，从而确保控制单元可准确识别触发信号，从而更加可靠地确保第二信息采集单元与第一信息采集单元的信息采集动作能够同步。

Description

同步控制电路、同步定位与建图系统及电子设备

技术领域

本公开涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种同步控制电路、同步定位与建图系统及电子设备。

背景技术

在同步定位与建图(SLAM,simultaneous localization and mapping)的应用场景中，激光雷达组件和相机组件已经成为必不可少的两种功能组件。相机组件与激光雷达组件的同步信息采集的关键因素。一般情况下，激光雷达组件发出同步信号，处理器(例如CPU) 采集上述同步信号，并基于此同步信号控制相机组件与激光雷达组件同步采集信息，以实现二者的同步信息采集。

激光雷达组件发出的同步信号一般为脉冲信号，处理器是通过脉冲信号的上升沿或下降沿来判断脉冲的数量，然后根据确定的数量控制相机组件与激光雷达组件同步采集信息。但是，脉冲信号往往都会发生畸变，发生畸变的脉冲信号的上升沿和下降沿会产生振荡现象，同时会附加很多噪声。处理器无法正确识别失真的脉冲信号，导致处理器无法准确确定脉冲的数量，进而影响激光雷达组件与相机组件的同步信息采集。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种同步控制电路、同步定位与建图系统及电子设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种同步控制电路，所述同步控制电路包括第一信息采集单元、波形整形单元、阻抗匹配单元、控制单元和第二信息采集单元，所述波形整形单元包括施密特触发器；

所述第一信息采集单元与所述波形整形单元连接，所述波形整形单元与所述阻抗匹配单元连接，所述阻抗匹配单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述第二信息采集单元；

所述第一信息采集单元用于生成同步信号，并将所述同步信号发送至所述波形整形单元；

所述波形整形单元用于根据接收到的所述同步信号生成触发信号，并将所述触发信号经所述阻抗匹配单元发送至所述控制单元；

所述控制单元用于根据接收到的所述触发信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述第二信息采集单元，以同步所述第二信息采集单元的信息采集动作与所述第一信息采集单元的信息采集动作。

可选地，所述波形整形单元还包括降压器，所述第一信息采集单元通过所述降压器与所述施密特触发器连接；

所述第一信息采集单元用于将所述同步信号发送至所述降压器；

所述降压器用于对接收到的所述同步信号作降压处理，以生成降压信号，并将所述降压信号发送至所述施密特触发器；

所述施密特触发器用于根据接收到所述降压信号生成所述触发信号，并将所述触发信号发送至所述控制单元；

其中，所述降压信号的电压位于所述施密特触发器的额定电压范围内。

可选地，所述降压器包括电阻分压单元和/或电压转换单元。

可选地，所述阻抗匹配单元包括电阻器。

可选地，所述电阻器的阻值大于或等于0Ω且小于或等于50Ω。

可选地，所述施密特触发器的正向阈值位于所述控制单元的高电压识别范围内，所述施密特触发器的负向阈值位于所述控制单元的低电压识别范围内。

可选地，所述第一信息采集单元包括雷达组件。

可选地，所述第二信息采集单元包括相机组件。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种同步定位与建图系统，所述同步定位与建图系统包括如第一方面所述的同步控制电路。

根据本公开实施例的第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第二方面所述的同步定位与建图系统。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：该同步控制电路中，通过施密特触发器对同步信号进行处理，并通过阻抗匹配单元进行阻抗匹配，即使同步信号发生畸变，也可确保控制单元可接收到施密特触发器发送的工整的触发信号，从而确保控制单元可准确识别触发信号，从而更加可靠地确保第二信息采集单元与第一信息采集单元的信息采集动作能够同步。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的同步控制电路的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的同步控制电路的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

相关技术中，为了确保处理器可采集到完整而准确的同步信号(例如脉冲信号)，一般通过两种方式对畸变的脉冲信号进行处理。

方式1，通过滤波器和比较器进行处理。该方式使用滤波器将震荡的脉冲信号的波形进行平滑处理，然后将处理后的脉冲信号送入比较器，比较器对脉冲信号的波形进行整形处理，然后以得到处理器可识别的脉冲信号。但是，该方式中使用的电路面积庞大，器件复杂，对模拟技术要求较高，并且，如果对脉冲信号的波形处理不好，容易引起处理器的误识别。

方式2，通过光耦器件进行处理。该方式中，将脉冲信号送入光耦器件，通过光耦器件的通断来生成新的脉冲信号。但是，该方式中使用的器件尺寸大，对电路板(PCB)的布局要求较高，需要占用较大的布板面积。

本公开提出了一种同步控制电路。该同步控制电路中，通过施密特触发器对同步信号进行处理，并通过阻抗匹配单元进行阻抗匹配，以确保控制单元可接收到施密特触发器发送的触发信号。其中，基于施密特触发器的特性可知，只有当输入电压发生足够的变化时，输出才会变化。同步信号的上升沿和下降沿的振荡现象，以及电路中附加的噪声，一般对同步信号的电压变化影响较小，因此不会影响施密特触发器输出的触发信号，从而不会影响控制单元接收到的信号，确保控制单元可准确识别触发信号，以同步第二信息采集单元与第一信息采集单元的信息采集动作。

例如，当第一信息采集单元包括雷达组件且第二信息采集单元包括相机组件时，通过该同步控制电路，可更好地确保雷达组件与相机组件的同步信息采集。

在一个示例性实施例中，提供了一种同步控制电路。参考图1所示，该同步控制电路可包括第一信息采集单元1、波形整形单元2、阻抗匹配单元3、控制单元4和第二信息采集单元5，其中，波形整形单元2包括施密特触发器21。该同步控制电路用于控制第一信息采集单元1的信息采集动作与第二信息采集单元5的信息采集动作的同步。

第一信息采集单元1、波形整形单元2、阻抗匹配单元3、控制单元4和第二信息采集单元5依次连接，也就是，第一信息采集单元1与所述波形整形单元2连接，波形整形单元2与阻抗匹配单元3连接，阻抗匹配单元3与控制单元4连接，控制单元4与第二信息采集单元5。

其中，阻抗匹配单元3是为了实现同步控制电路中的阻抗匹配，以确保触发信号可靠地传输至控制单元4。阻抗匹配单元3可包括电阻器，电阻器的阻值可大于或等于0Ω且小于或等于50Ω，具体根据电路实际情况确定。一般，可通过示波器的对同步控制电路中的信号进行测量，以选择合适阻值的电阻器。电阻器的阻值一般可包括22Ω或33Ω。

需要说明的是，如无特殊说明，本公开中的“连接”一般指“电连接”。

其中，第一信息采集单元1用于生成同步信号，并将同步信号发送至波形整形单元2。第一信息采集单元1可以包括雷达组件或其他功能组件，在此不作限定。雷达组件可以是激光雷达组件或其他雷达组件，在此不作限定。同步信号可以是脉冲信号或其他信号，在此不作限定。脉冲信号可以是矩形脉冲信号或其他脉冲信号，在此不作限定。

波形整形单元2用于根据接收到的同步信号生成触发信号，并将触发信号经阻抗匹配单元3发送至控制单元4。

其中，若同步信号的电压位于施密特触发器21的额定电压范围内，则第一信息采集单元1可将同步信号传输至波形整形单元2的施密特触发器21，然后由施密特触发器21根据同步信号生成触发信号，并将触发信号经阻抗匹配单元3发送至控制单元4。

需要说明的是，一般情况下，同步信号的电压高于施密特触发器21的额定电压范围的最大电压。此情况下，参考图2所示，波形整形单元2可包括降压器22和施密特触发器21。第一信息采集单元1可将同步信号传输至波形整形单元2的降压器22，然后由降压器22对同步信号进行降压处理，并输出降压信号，使得降压信号的电压位于施密特触发器21的额定电压范围内。降压器22可将降压信号发送至施密特触发器21，然后施密特触发器21根据同步信号生成触发信号，并将触发信号经阻抗匹配单元3发送至控制单元4。其中，降压器22可包括电阻分压单元和/或电压转换单元，当然，降压器22也可包括其他可实现降压功能的单元，在此不作限定。

其中，施密特触发器21设置有两个电压阈值(又可称为电压阈值)，分别称为正向阈值和负向阈值。当施密特触发器21的输入信号(例如同步信号)的电压由低向高增加的过程中，只有输入信号的电压增加至正向阈值时，施密特触发器21的输出信号(也就是触发信号)的电压发生突变，突变为负向阈值；否则，施密特触发器21的输出信号的电压大小一直为正向阈值。而施密特触发器21的输入信号的电压由高向低减少的过程中，只有输入信号的电压减少至负向阈值时，施密特触发器21的输出信号的电压发生突变，突变为正向阈值；否则，施密特触发器21的输出信号的电压大小一直为负向阈值。由于施密特触发器21具有滞回特性，所以可用于抗干扰。

同步信号的上升沿和下降沿的振荡现象，以及电路中附加的噪声，一般对同步信号的电压变化影响较小，因此不会影响施密特触发器21输出的触发信号，从而不会影响控制单元4接收到的信号。也就是，即使同步信号产生畸变，并附加噪声，基于施密特触发器21的滞回特性，可以更好地确保控制单元4始终可准确识别触发信号。

其中，控制单元4用于根据接收到的触发信号生成控制信号，并将控制信号发送至第二信息采集单元5，以同步第二信息采集单元5的信息采集动作与第一信息采集单元1的信息采集动作。由于同步信号的畸变以及电路中的附加噪声，对施密特触发器21产生的触发信号没有影响，因此，控制单元4始终可接受到可靠地触发信号，便可确定控制单元 4可更加可靠地生成控制信号，以控制第一信息采集单元1和第二信息采集单元5的信息采集动作的同步。

其中，施密特触发器21的正向阈值可位于控制单元4的高电压识别范围内，施密特触发器21的负向阈值可位于控制单元4的低电压识别范围内。也就是，施密特触发器21 发出的触发信号可以直接被控制单元4接收并识别，控制单元4基于识别结果生成控制信号，以控制第二信息采集单元5的信息采集动作与第一信息采集单元1的信息采集动作的同步。

需要说明的是，控制单元4可包括处理器和调压单元(图中未示出)。其中，阻抗匹配单元3与调压单元连接，调压单元与处理器连接，处理器与第二信息采集单元5连接。此情况下，施密特触发器21的正向阈值可小于处理器的高电压识别范围的最小电压值，施密特触发器21的负向阈值可大于处理器的低电压识别范围的最大电压值，施密特触发器21发出的触发信号，可通过调压单元调节触发信号的电压，以生成调压信号，以使得处理器可接收并识别调压信号，并根据识别结果生成控制信号，以控制第二信息采集单元5的信息采集动作与第一信息采集单元1的信息采集动作的同步。

其中，处理器可以是中央处理器(CPU)，中央处理器中可烧录设定程序，设定程序用于实现接收并识别调压信号的功能，还用于实现根据识别结果生成控制信号的功能。当然，本实施例中处理器所实现的功能也可以由相应的电路模块实现，例如，该电路模块至少包括比较器，该比较器接收到调压信号后，将其与预先存储的电压信号进行比较，当调压信号大于预先存储的电压信号时，同时向第二信息采集单元和第一信息采集单元发送触发信号，从而使得第二信息采集单元和第一信息采集单元同步采集。

其中，调压单元可以是电压转换单元，也可以是其他可调压的单元，在此不作限定。

另外，需要说明的是，该同步控制电路中，第二信息采集单元5可以包括相机组件，也可以包括其他功能组件，在此不作限定。并且，第一信息采集单元1与第二信息采集单元5可以包括相同的功能组件，也可包括不同的功能组件，在此不作限定。

该同步控制电路中，通过施密特触发器21对同步信号进行处理，并通过阻抗匹配单元3进行阻抗匹配，即使同步信号发生畸变，也可确保控制单元4可接收到施密特触发器21发送的工整的触发信号，从而确保控制单元4可准确识别触发信号，从而更加可靠地确保第二信息采集单元5与第一信息采集单元1的信息采集动作能够同步。

示例1，

参考图2所示，同步控制电路包括第一信息采集单元1、波形整形单元2、阻抗匹配单元3、控制单元4和第二信息采集单元5。其中，第一信息采集单元1包括雷达组件，波形整形单元2包括降压器22和施密特触发器21，阻抗匹配单元3包括电阻器，控制单元4包括处理器，第二信息采集单元5包括相机组件。电阻器的阻值为33Ω。处理器的最大可识别电压值为3.3v。处理器的高电压识别范围为大于或等于2v的电压，处理器的低电压识别范围为小于或等于0.8v的电压。也就是，处理器可识别电压值大于或等于2v的信号，也可识别电压值小于或等于0.8v的信号。

雷达组件产生脉冲信号(相当于同步信号)，此脉冲信号的电压值一般为12v。雷达组件可将脉冲信号传输至降压器22，降压器22对脉冲信号进行降压处理，降压处理后的脉冲信号可记为降压信号，降压信号的电压值位于施密特触发器21的额定电压范围内，以确保施密特触发器21可接收降压信号。降压信号的电压值一般为3.3v。

降压器22将降压信号传输至施密特触发器21，施密特触发器21基于降压信号的电压变化情况生成触发信号，触发信号的高电压信号的电压值为施密特触发器21的正向阈值，触发信号的低电压信号的电压值为施密特触发器21的负向阈值。正向阈值可大于或等于2v，负向阈值可小于或等于0.8v，以确保处理器可准确识别触发信号。

施密特触发器21产生的触发信号可通过电阻器传输至处理器。其中，电阻器用于进行阻抗匹配，以确保触发信号可稳定地传输至处理器。

处理器接收到触发信号后，可识别触发信号的高电压信号和低电压信号的变化情况，从而完成对脉冲信号中的脉冲的计数，然后根据识别结果生成控制信号，并将控制信号传输至相机组件。

相机组件可根据控制信号进行信息采集动作，进而实现相机组件的信息采集动作与雷达组件的信息采集动作的同步。

该示例中，脉冲信号的上升沿和下降沿的振荡现象，以及电路中附加的噪声，一般对脉冲信号的电压变化影响较小，因此不会影响施密特触发器21输出的触发信号，因此，即使脉冲信号发生畸变，通过施密特触发器21对脉冲信号进行处理后，便可生成工整的触发信号，从而不会影响控制单元4接收到的信号，确保控制单元4可准确识别触发信号，以同步雷达组件与相机组件的信息采集动作。

在一个示例性实施例中，提供了一种定位与建图系统，该定位与建图系统包括上述的同步控制电路。该定位与建图系统中，由于设置了上述的同步控制电路，可以更好地确定第一信息采集单元与第二信息采集单元的信息采集动作能够同步进行，以确保定位与建图功能的可靠性，进一步提升用户使用体验。

在一个示例性实施例中，提供了一种电子设备。其中，电子设备可包括手机、电脑、可穿戴设备、汽车等等。

该电子设备可包括上述的定位与建图系统，从而使得该电子设备具有更加可靠地的定位与建图功能，进一步提升用户使用体验。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种同步控制电路，其特征在于，所述同步控制电路包括第一信息采集单元、波形整形单元、阻抗匹配单元、控制单元和第二信息采集单元，所述波形整形单元包括施密特触发器；

所述第一信息采集单元与所述波形整形单元连接，所述波形整形单元与所述阻抗匹配单元连接，所述阻抗匹配单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述第二信息采集单元；

所述第一信息采集单元用于生成同步信号，并将所述同步信号发送至所述波形整形单元；

所述波形整形单元用于根据接收到的所述同步信号生成触发信号，并将所述触发信号经所述阻抗匹配单元发送至所述控制单元；

所述控制单元用于根据接收到的所述触发信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述第二信息采集单元，以同步所述第二信息采集单元的信息采集动作与所述第一信息采集单元的信息采集动作。

2.根据权利要求1所述的同步控制电路，其特征在于，所述波形整形单元还包括降压器，所述第一信息采集单元通过所述降压器与所述施密特触发器连接；

所述第一信息采集单元用于将所述同步信号发送至所述降压器；

所述降压器用于对接收到的所述同步信号作降压处理，以生成降压信号，并将所述降压信号发送至所述施密特触发器；

所述施密特触发器用于根据接收到所述降压信号生成所述触发信号，并将所述触发信号发送至所述控制单元；

其中，所述降压信号的电压位于所述施密特触发器的额定电压范围内。

3.根据权利要求2所述的同步控制电路，其特征在于，所述降压器包括电阻分压单元和/或电压转换单元。

4.根据权利要求1所述的同步控制电路，其特征在于，所述阻抗匹配单元包括电阻器。

5.根据权利要求4所述的同步控制电路，其特征在于，所述电阻器的阻值大于或等于0Ω且小于或等于50Ω。

6.根据权利要求1所述的同步控制电路，其特征在于，所述施密特触发器的正向阈值位于所述控制单元的高电压识别范围内，所述施密特触发器的负向阈值位于所述控制单元的低电压识别范围内。

7.根据权利要求1-6任一项所述的同步控制电路，其特征在于，所述第一信息采集单元包括雷达组件。

8.根据权利要求1-6任一项所述的同步控制电路，其特征在于，所述第二信息采集单元包括相机组件。

9.一种同步定位与建图系统，其特征在于，所述同步定位与建图系统包括如权利要求1-8任一项所述的同步控制电路。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要9所述的同步定位与建图系统。

Images