[发明专利]基于激光雷达的计时装置及计时方法

说明书

本发明提供一种基于激光雷达的计时装置及计时方法。该计时装置，包括：信号发生模块、脉冲减窄模块、计时模块和激光驱动模块；信号发生模块同时产生第一脉冲信号和第二脉冲信号；第一脉冲输出端口分别连接脉冲减窄模块的输入端口和计时模块的第一端口；第二脉冲输出端口连接计时模块的第二端口；脉冲减窄模块的输出端口连接激光驱动模块的输入端口，用于将第一脉冲信号的脉宽缩减至设定范围生成第三脉冲信号，并输出第三脉冲信号至激光驱动模块，以控制激光驱动模块产生脉冲光信号；计时模块的第三端口输入脉冲光信号的回波信号，用于根据第一脉冲信号、第二脉冲信号和回波信号对激光雷达的飞行时间进行计时。本发明能够降低计时结果误差。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的计时装置及计时方法。

背景技术

随着激光雷达应用的普及，激光雷达小型化、功能化的趋势越来越明显，减少主板电路的元器件不仅可以降低成本，还能缩小空间，为更好的光机设计提供更广阔的思维导向。激光雷达系统中计时芯片普遍采用GP22，因其stop1信号需滞后于start信号，相应的计时模块中在主处理芯片与计时电路之间具有延时或缓冲电路，这样信号的滞后是通过多路反相器或单稳态电路等方式实现，通过硬件电路实现的延时大多在5ns以内，对于GP22芯片计时检测的时序比较临界，尤其一些信号质量较差的脉冲信号往往会出现计时偏差或计时错误。另一方面，传统的激光雷达系统中，对计时的测量是通过回波信号与激光驱动信号之间的时间差作为结果的，但由于激光驱动信号的上升沿存在一定的离散不稳定性，导致测量的结果随机误差偏大。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于激光雷达的计时装置及计时方法，以解决现有激光雷达系统计时结果误差大的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于激光雷达的计时装置，包括：信号发生模块、脉冲减窄模块、计时模块和激光驱动模块；

其中，所述信号发生模块包括第一脉冲输出端口和第二脉冲输出端口；所述信号发生模块同时产生第一脉冲信号和第二脉冲信号；

所述第一脉冲输出端口分别连接所述脉冲减窄模块的输入端口和所述计时模块的第一端口；所述第二脉冲输出端口连接所述计时模块的第二端口；

所述脉冲减窄模块的输出端口连接所述激光驱动模块的输入端口，用于将所述第一脉冲信号的脉宽缩减至设定范围生成第三脉冲信号，并输出所述第三脉冲信号至所述激光驱动模块，以控制所述激光驱动模块产生脉冲光信号；

所述计时模块的第三端口输入所述脉冲光信号的回波信号，用于根据所述第一脉冲信号、所述第二脉冲信号和所述回波信号对激光雷达的飞行时间进行计时。

在一种可能的实现方式中，所述脉冲减窄模块包括：与门芯片、电阻和可变电容；所述与门芯片包括第一输入端口、第二输入端口和输出端口；

所述第一脉冲输出端口连接所述第一输入端口和所述电阻的一端；所述电阻另一端连接所述第二输入端口；所述电阻另一端与所述输出端口之间连接所述可变电容；

所述输出端口连接所述激光驱动模块。

在一种可能的实现方式中，所述信号发生模块包括ARM控制电路；所述ARM控制电路包括定时器，用于产生所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一脉冲信号和第二脉冲信号为单一正脉冲信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一脉冲信号的脉宽大于所述第二脉冲信号的脉宽；且所述第一脉冲信号的脉宽和所述第二脉冲信号的脉宽大于脉宽阈值。

在一种可能的实现方式中，所述第二脉冲信号的上升沿滞后于所述第一脉冲信号的上升沿。

在一种可能的实现方式中，所述第二脉冲信号的下降沿时刻与所述第一脉冲信号的下降沿时刻相同。