三维激光的测距装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种三维激光的测距装置，所述装置包括激光发射阵列单元，用于向待测物发射多个不同角度的激光起始信号；光电转换阵列单元，用于分别接收多个不同角度的激光起始信号的回波能量，并将多个回波能量转换为对应的回波脉冲信号；多通道放大单元，用于分别对多个回波脉冲信号进行多级放大；时刻鉴别单元，用于分别对多个多级放大信号进行时刻鉴别处理；计时单元，用于对多个多级放大信号进行选择，并采集每个角度的激光起始信号发射的起始时间信息及多级放大的计时信息；主控单元，用于根据所述计时信息确定所述待测物的距离。本实用新型专利技术可实现精准测距，保证远、近距离的测距精度一致，提高系统的测距能力。

【技术实现步骤摘要】
三维激光的测距装置
本技术涉及激光检测领域，特别涉及一种三维激光的测距装置。
技术介绍
随着激光检测技术的不断发展，三维激光雷达技术也得到了飞速的发展。激光雷达技术正逐渐的从军事领域向民用领域转化，在机载、无人驾驶、车辆检测、港口防撞、隧道检测、生产制造等行业得到了广泛的应用。激光雷达技术以脉冲式和相位式测量方式为主，而脉冲式测量方式具有测量距离远、抗干扰性强、不需要合作目标等优势，在厘米级精度要求的检测领域得到了广泛的应用。激光雷达技术正逐渐的从军事领域向民用领域转化，在机载、无人驾驶、车辆检测、港口防撞、隧道检测、生产制造等行业得到了广泛的应用。脉冲式激光雷达的测距能力取决于发射端的激光功率、接收端放大电路的放大倍数以及时刻鉴别电路的阈值电压等因素。当放大电路的信号幅值能够触发时刻鉴别电路的阈值时，则能够获取当前距离；反之则不能获取当前距离。因此为了满足远距离测距，放大电路的放大倍数一般较大。但由于近距离时接收到的光能量强，放大信号饱和；远距离时光能量弱，放大信号不饱和，因此同一阈值下触发的脉冲时间差别较大，不能进行精准测距。
技术实现思路
针对现有激光测距系统测距精度低的缺陷，本技术提出了一种三维激光的测距装置，包括：激光发射阵列单元，用于向待测物发射多个不同角度的激光起始信号；光电转换阵列单元，用于分别接收所述多个不同角度的激光起始信号的回波能量，并将多个所述回波能量转换为对应的回波脉冲信号；多通道放大单元，用于分别对多个所述回波脉冲信号进行多级放大，以获取多个多级放大信号；时刻鉴别单元，用于分别对所述多个多级放大信号进行时刻鉴别处理，以获取多个时间信息相对不变的脉冲信号；计时单元，用于对所述多个多级放大信号进行选择，并采集每个角度的激光起始信号发射的起始时间信息及多级放大的计时信息；主控单元，用于根据所述计时信息确定所述待测物的距离。可选地，所述激光发射阵列单元和所述时刻鉴别单元均与所述计时单元相连；所述光电转换阵列单元通过所述多通道放大单元与所述时刻鉴别单元相连；所述计时单元与所述主控单元相连。可选地，所述激光发射阵列单元包括N个激光发射单元，用于分别发射所述不同垂直角度的激光起始信号。可选地，所述光电转换阵列单元包括N个光电转换单元，用于分别接收所述不同垂直角度的激光起始信号的回波能量，并将所述回波能量转换为对应的回波脉冲信号。可选地，所述多通道放大单元包括N个通道的，用于分别对所述不同角度的激光起始信号对应的回波脉冲信号进行M级放大，以获取N个通道的M级放大信号。可选地，所述时刻鉴别单元包括N*M个时刻鉴别模块，用于分别对各级所述放大信号进行时刻鉴别处理，以得到时间信息相对不变的脉冲信号；所述计时单元包括M个通道选择模块以及M个分时复用的计时信息采集模块，所述M个通道选择模块用于选择每个所述通道的M级放大信号；所述M个分时复用的计时信息采集模块用于采集每个所述通道的激光起始信号发射的起始时间信息及M级放大的计时信息。可选地，所述每个放大单元中至少有一级的放大输出信号不饱和。可选地，所述时刻鉴别模块采用高通阻容方式或恒比定时方式。可选地，所述装置还包括:电机单元，在垂直于激光信号发射的方向以恒定的转速进行旋转，用于实现扫描测距。可选地，所述电机单元与所述主控单元相连。本技术的三维激光的测距装置，通过向待测物发射多个不同角度的激光起始信号，并分别接收所述多个不同角度的激光起始信号的回波能量，并将多个所述回波能量转换为对应的回波脉冲信号，然后分别对多个所述回波脉冲信号进行多级放大，以获取多个多级放大信号，再分别对所述多个多级放大信号进行时刻鉴别处理，以获取多个时间信息相对不变的脉冲信号，进而对所述多个多级放大信号进行选择，并采集每个角度的激光起始信号发射的起始时间信息及多级放大的计时信息，以根据所述计时信息确定所述待测物的距离，能够实现精准测距，保证远、近距离的测距精度一致，可以提高系统的测距能力。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一个实施例的三维激光的测距装置的结构示意图；图2为本技术一个实施例的时刻鉴别原理的示意图；图3为本技术另一个实施例的三维激光的测距方法的流程示意图；图4为本技术一个实施例的信号波形采样结果示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为本技术一个实施例的三维激光的测距装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：激光发射阵列单元101，用于向待测物发射多个不同角度的激光起始信号；光电转换阵列单元102，用于分别接收所述多个不同角度的激光起始信号的回波能量，并将多个所述回波能量转换为对应的回波脉冲信号；多通道放大单元103，用于分别对多个所述回波脉冲信号进行多级放大，以获取多个多级放大信号；时刻鉴别单元104，用于分别对所述多个多级放大信号进行时刻鉴别处理，以获取多个时间信息相对不变的脉冲信号；计时单元105，用于对所述多个多级放大信号进行选择，并采集每个角度的激光起始信号发射的起始时间信息及多级放大的计时信息；主控单元106，用于根据所述计时信息确定所述待测物的距离。如图1所示，作为本实施例的优选，激光发射阵列单元101和时刻鉴别单元104均与计时单元105相连；光电转换阵列单元102通过多通道放大单元103与时刻鉴别单元104相连；计时单元105与主控单元106相连。具体来说，激光发射阵列单元101包括N个激光发射单元，用于向被测物发射不同垂直角度的激光信号；光电转换阵列单元102包括N个光电转换单元，用于接收不同角度激光的回波能量，并将光能量转换为电信号；多通道放大单元103包括N个通道的放大单元，用于将接收到的N路电信号进行放大，且每个通道均由M级的放大模块构成；时刻鉴别单元104包括N*M个时刻鉴别模块，分别对N个通道的M级放大信号进行时刻鉴别处理，得到时间信息相对不变的脉冲信号，并将处理后的脉冲信号发送至计时单元；计时单元105包括M个通道选择模块，用于选通每个通道的M级放大信号，还包括M个分时复用的计时信息采集模块，用于采集每个通道的激光发射的起始时间信息及M级放大的计时信息，并将计时信息发送至主控单元；主控单元106根据接收到的计时信息计算被测物的距离。其中，多通道放大单元103的每个通道的M级放大电路中至少有一级放大输出信号不饱和；进一步地，作为本实施例的优选，时刻鉴别单元104中的时刻鉴别模块可采用高通阻容的方式或恒比定时的方式。进一步地，作为上述实施例的优选，该装置还可以包括电机单元107，该电机单元在垂直于激光信号发射的方向以恒定的转速进行旋转，实现三维扫描测距。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维激光的测距装置，其特征在于，包括：激光发射阵列单元，用于向待测物发射多个不同角度的激光起始信号；光电转换阵列单元，用于分别接收所述多个不同角度的激光起始信号的回波能量，并将多个所述回波能量转换为对应的回波脉冲信号；多通道放大单元，用于分别对多个所述回波脉冲信号进行多级放大，以获取多个多级放大信号；时刻鉴别单元，用于分别对所述多个多级放大信号进行时刻鉴别处理，以获取多个时间信息相对不变的脉冲信号；计时单元，用于对所述多个多级放大信号进行选择，并采集每个角度的激光起始信号发射的起始时间信息及多级放大的计时信息；主控单元，用于根据所述计时信息确定所述待测物的距离。

【技术特征摘要】
1.一种三维激光的测距装置，其特征在于，包括：激光发射阵列单元，用于向待测物发射多个不同角度的激光起始信号；光电转换阵列单元，用于分别接收所述多个不同角度的激光起始信号的回波能量，并将多个所述回波能量转换为对应的回波脉冲信号；多通道放大单元，用于分别对多个所述回波脉冲信号进行多级放大，以获取多个多级放大信号；时刻鉴别单元，用于分别对所述多个多级放大信号进行时刻鉴别处理，以获取多个时间信息相对不变的脉冲信号；计时单元，用于对所述多个多级放大信号进行选择，并采集每个角度的激光起始信号发射的起始时间信息及多级放大的计时信息；主控单元，用于根据所述计时信息确定所述待测物的距离。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光发射阵列单元和所述时刻鉴别单元均与所述计时单元相连；所述光电转换阵列单元通过所述多通道放大单元与所述时刻鉴别单元相连；所述计时单元与所述主控单元相连。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光发射阵列单元包括N个激光发射单元，用于分别发射不同垂直角度的激光起始信号。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光电转换阵列单元包括N个光电转换单元，用于分别接收所述不同垂直角度的激光起始信号的回波能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李媛媛，王泮义，杨明惠，王庆飞，
申请(专利权)人：北京万集科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11