本发明专利技术提供的是一种高速激光雷达系统，由脉冲驱动(1)、激光器(2)、第一透镜(3)、第二透镜(4)、单光子雪崩光电二极管阵列(5)、读出电路(6)、时间数字转换电路(7)和反馈电路(8)组成。本发明专利技术可用于激光雷达测距，可广泛应用在汽车自动驾驶和三维测绘等领域。汽车自动驾驶和三维测绘等领域。汽车自动驾驶和三维测绘等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种高速激光雷达系统
[0001]本专利技术涉及的是一种高速激光雷达系统，本专利技术可以广泛应用在汽车自动驾驶和三维测绘等领域。属于激光测距
技术介绍
[0002]激光雷达通过对往返于激光雷达测距系统的激光进行分析计算，可以得到被照射目标的距离、速度等信息。同时由于激光单色性好、亮度高，使得激光雷达相比于其他测距传感器，具有抗干扰能力强、测量速度快、受环境因素影响小等优点，在物体建模、环境勘测等应用上优势尤为显著。
[0003]常见的激光雷达多使用固定频率的脉冲激光进行激光测距，激光雷达发射的固定频率的脉冲激光决定了其测量速度，不论测量距离近的物体还是距离远的物体都是相同的测量速度，这严重限制了激光雷达测量速度。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种高速激光雷达系统，该系统可以广泛应用在汽车自动驾驶和三维测绘等领域。
[0005]一种高速激光雷达系统，由脉冲驱动(1)、激光器(2)、第一透镜(3)、第二透镜(4)、单光子雪崩光电二极管阵列(5)、读出电路(6)、时间数字转换电路(7)和反馈电路(8)组成。
[0006]本专利技术是这样实现的：所述脉冲驱动(1)的输出端分别连接到激光器(2) 和时间数字转换电路(7)的输入端，脉冲驱动(1)输出的一个脉冲电压信号驱动激光器(2)发射脉冲激光同时输出一个同步脉冲电压信号至时间数字转换电路(7)，脉冲激光经过第一透镜被投射到被测物体的表面发生反射，反射回的脉冲激光经过第二透镜(4)入射到单光子雪崩光电阵列(5)表面；单光子雪崩光电二极管阵列(5)中的一个像素单元的输出连接读出电路(6)的输入，脉冲激光引起单光子雪崩光电二极管阵列(5)输出雪崩事件至读出电路(6)，读出电路(6)对雪崩事件脉冲进行处理并转换为标准晶体管晶体管逻辑电平脉冲信号；脉冲驱动(1)输出的同步脉冲电压信号触发时间数字转换电路(7)开始计时，读出电路(6)输出的脉冲电压信号触发时间数字转换电路(7)停止计时，同时反馈电路(8)也接收到读出电路(6)输出的脉冲电压信号，其输出一个信号控制脉冲驱动(1)输出新的脉冲电压信号。
[0007]所述脉冲驱动(1)输出固定宽度的脉冲信号，所输出脉冲信号之间的时间间隔不是固定的，同时脉冲驱动(1)受到反馈电路(8)的控制，反馈电路(8) 控制脉冲驱动(1)何时输出脉冲信号。
[0008]所述激光器(2)由脉冲驱动(1)输出的脉冲信号驱动，激光器(2)输出的脉冲激光信号经过第一透镜(3)准直后，被投射到被测物体并发生反射。。
[0009]所述反射回的脉冲激光信号由第二透镜(4)聚焦至单光子雪崩光电二极管阵列(5)；单光子雪崩光电二极管阵列(5)中的像素单元接收到脉冲激光后发生雪崩进程，输出雪崩脉冲电流。
[0010]所述读出电路(6)的作用是对单光子雪崩光电二极管阵列(5)输出的雪崩脉冲电流转换为雪崩脉冲电压，并对雪崩脉冲电压进行淬灭和复位处理同时输出一个标准晶体管晶体管逻辑电平脉冲信号。
[0011]所述时间数字转换电路(7)记录脉冲驱动(1)和读出电路(6)输出脉冲信号之间的时间，所记录时间为激光器(2)输出脉冲激光的飞行时间，飞行时间乘以光速便是脉冲激光往返的直线距离。
[0012]所述反馈电路(8)的作用是控制脉冲驱动何时输出脉冲电压信号，过程为当反馈电路(8)接收到读出电路(6)的输出脉冲信号时，反馈电路(8)立即控制脉冲驱动(1)输出一个脉冲电压信号。
[0013]本专利技术公开了一种高速激光雷达系统，可以广泛应用汽车自动驾驶和三维测绘等领域。该系统发射的脉冲激光的频率非传统的固定式，系统中设置了一个反馈电路，当反馈电路接收到返回激光信号引起的电压脉冲信号后，反馈电路立即控制系统中脉冲驱动产生一个脉冲电压信号驱动激光器发射一个新的脉冲激光，以进行下一个距离的测量；通过在系统中增加反馈机制可以减少激光雷达测量中的无用测量时间窗口，大大提高了激光雷达的测量速度。
附图说明
[0014]图1是高速激光雷达系统的示意图。它由脉冲驱动(1)、激光器(2)、第一透镜(3)、第二透镜(4)、单光子雪崩光电二极管阵列(5)、读出电路(6)、时间数字转换电路(7)和反馈电路(8)组成。
具体实施方式
[0015]下面结合具体的实施例来进一步阐述本专利技术。
[0016]图1同样可作为高速激光雷达系统示意图，脉冲驱动(1)的输出端分别连接到激光器(2)和时间数字转换电路(7)的输入端，脉冲驱动(1)输出的一个脉冲电压信号驱动激光器(2)发射脉冲激光同时输出一个同步脉冲电压信号至时间数字转换电路(7)，脉冲激光经过第一透镜被投射到被测物体的表面发生反射，反射回的脉冲激光经过第二透镜(4)入射到单光子雪崩光电阵列(5) 表面；单光子雪崩光电二极管阵列(5)中的一个像素单元的输出连接读出电路 (6)的输入，脉冲激光引起单光子雪崩光电二极管阵列(5)输出雪崩事件至读出电路(6)，读出电路(6)对雪崩事件脉冲进行处理并转换为标准晶体管晶体管逻辑电平脉冲信号；脉冲驱动(1)输出的同步脉冲电压信号触发时间数字转换电路(7)开始计时，读出电路(6)输出的脉冲电压信号触发时间数字转换电路(7)停止计时，同时反馈电路(8)也接收到读出电路(6)输出的脉冲电压信号，其输出一个信号控制脉冲驱动(1)输出新的脉冲电压信号。
[0017]脉冲驱动(1)输出固定宽度的脉冲信号，所输出脉冲信号之间的时间间隔不是固定的，同时脉冲驱动(1)受到反馈电路(8)的控制，反馈电路(8)控制脉冲驱动(1)何时输出脉冲信号。激光器(2)由脉冲驱动(1)输出的脉冲信号驱动，激光器(2)输出的脉冲激光信号经过第一透镜(3)准直后，被投射到被测物体并发生反射。反射回的脉冲激光信号由第二透镜(4)聚焦至单光子雪崩光电二极管阵列(5)；单光子雪崩光电二极管阵列(5)中的像素单
元接收到脉冲激光后发生雪崩进程，输出雪崩脉冲电流。读出电路(6)的作用是对单光子雪崩光电二极管阵列(5)输出的雪崩脉冲电流转换为雪崩脉冲电压，并对雪崩脉冲电压进行淬灭和复位处理同时输出一个标准晶体管晶体管逻辑电平脉冲信号。时间数字转换电路(7)记录脉冲驱动(1)和读出电路(6)输出脉冲信号之间的时间，所记录时间为激光器(2)输出脉冲激光的飞行时间，飞行时间乘以光速便是脉冲激光往返的直线距离。反馈电路(8)的作用是控制脉冲驱动何时输出脉冲电压信号，过程为当反馈电路(8)接收到读出电路(6)的输出脉冲信号时，反馈电路(8)立即控制脉冲驱动(1)输出一个脉冲电压信号。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高速激光雷达系统，由脉冲驱动(1)、激光器(2)、第一透镜(3)、第二透镜(4)、单光子雪崩光电二极管阵列(5)、读出电路(6)、时间数字转换电路(7)和反馈电路(8)组成；脉冲驱动(1)的输出端分别连接到激光器(2)和时间数字转换电路(7)的输入端，脉冲驱动(1)输出的一个脉冲电压信号驱动激光器(2)发射脉冲激光同时输出一个同步脉冲电压信号至时间数字转换电路(7)，脉冲激光经过第一透镜被投射到被测物体的表面发生反射，反射回的脉冲激光经过第二透镜(4)入射到单光子雪崩光电阵列(5)表面；单光子雪崩光电二极管阵列(5)中的一个像素单元的输出连接读出电路(6)的输入，脉冲激光引起单光子雪崩光电二极管阵列(5)输出雪崩事件至读出电路(6)，读出电路(6)对雪崩事件脉冲进行处理并转换为标准晶体管晶体管逻辑电平脉冲信号；脉冲驱动(1)输出的同步脉冲电压信号触发时间数字转换电路(7)开始计时，读出电路(6)输出的脉冲电压信号触发时间数字转换电路(7)停止计时，同时反馈电路(8)也接收到读出电路(6)输出的脉冲电压信号，其输出一个信号控制脉冲驱动(1)输出新的脉冲电压信号。2.根据权利要求1所述的一种高速激光雷达系统，其特征是：脉冲驱动(1)输出固定宽度的脉冲信号，所输出脉冲信号之间的时间间隔不是固定的，同时脉冲驱动(1)受到反馈电路(8)的控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓仕杰，高朕，张义荣，
申请(专利权)人：传周半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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