[实用新型]一种抑制背景光噪声系统及激光雷达

说明书

本实用新型涉及光学测距技术领域，尤其涉及一种抑制背景光噪声系统及激光雷达。一种抑制背景光噪声系统，包括：与光电传感器相连接的噪声幅值检测单元，与噪声幅值检测单元相连接的滞环比较器，与发射器和光电传感器相连接的发射与积分时间控制器，所述滞环比较器通过对噪声幅值检测单元的检测数值与设定阈值的比较结果对应输出调整选项，所述发射器根据接收到的调整选项的信息调整发射数量，所述光电传感器根据接收到的调整选项的信息调整积分时间。还提供了一种激光雷达，其具有所述的抑制背景光噪声系统。通过所述光电传感器、噪声幅值检测单元、滞环比较器和发射与积分时间控制器的设置，解决了仅靠光电传感器自身无法调控的通道增益的问题。

技术领域

本实用新型涉及光学测距技术领域，尤其涉及一种抑制背景光噪声系统及激光雷达。

背景技术

光学扫描测距装置是一种使用光束，通过飞行时间（Time of Flight，简称为TOF）、三角测量法等方法进行非接触式扫描测距的设备。目前，通常的光学扫描测距装置包括：光发射模块、光学镜头、光接收模块。光发射模块发出光束，光学镜头位于光发射模块的光路上，光束发射到被测物体表面，遇到障碍物后光束被反射到接收芯片上，光接收模块通过测量发射到接收之间的时间、相位差、已知光速，即可求出被测物体到装置的距离。目前广泛应用于机器人环境扫描、规划路径、避障导航、安防检测等。面阵激光雷达作为固态激光雷达的一种，具有设定的发散角度和俯仰角，其相对于单点雷达测距更为准确，在设定扫描范围内信息更为清楚全面。

对于激光雷达，两米处目标和两百米处目标发射能量差一万倍。而光电转换等传感器，每个像素不可能做太大，积分电容是非常小的，需要保证200m处的反射信号能被检测到，2m处的反射信号不饱和，这就要求激光雷达接收通道需要具有高灵敏度和大动态范围的特点。现有激光雷达其光电芯片通常采用二极管等制成，因材料本身性质的限制，其接收通道增益是固定的，或者可调的幅度有限。因此，怎样通过外部的干预调整光电传感器的增益，并扩大光电传感器增益的幅度，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的提出一种抑制背景光噪声系统，所述光电传感器、噪声幅值检测单元、滞环比较器和发射与积分时间控制器的设置，通过判断噪声幅值的大小来调整发射器发射脉冲的数量以及光电传感器接收积分的时间，通过变换接收积分的时间来实现接收通道增益的控制。解决了仅靠光电传感器自身无法调控的通道增益的问题。

还提供了一种激光雷达，其具有所述的抑制背景光噪声系统。通过抑制背景光噪声系统的设置，调整光电传感器的增益以适用环境光噪声的变化，提高测试的准确度和适用范围。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种抑制背景光噪声系统，包括：与光电传感器相连接的噪声幅值检测单元，与噪声幅值检测单元相连接的滞环比较器，与发射器和光电传感器相连接的发射与积分时间控制器，所述滞环比较器通过对噪声幅值检测单元的检测数值与设定阈值的比较结果对应输出调整选项，所述发射器根据接收到的调整选项的信息调整发射数量，所述光电传感器根据接收到的调整选项的信息调整积分时间。

作为本技术方案的优选方案之一，所述滞环比较器根据检测数值X与设定阈值Y₀的比较结果至少包括三个区间，当X-Y₀＜-a时，（-∞，-a）为正向调整选项，发射器的发射数量和光电传感器的积分时间同比增大；当-a≤X-Y₀≤a时，（-a，a）为保持不变选项；当X-Y₀＞a时，（a，+∞）为反向调整选项，发射器的发射数量和光电传感器的积分时间同比减小，其中X、Y₀和a为正常数。

作为本技术方案的优选方案之一，所述正向调整选项包括至少N个正向子选项：从正向第1挡选项到正向第N挡选项，发射数量和积分时间的增速呈递增排列；和/或，所述反向调整选项包括至少M个反向子选项：从反向第1挡选项到反向第M挡选项，发射数量和积分时间的减速呈递增排列，所述N和M均为大于等于1的正整数。