[实用新型]一种基于TDC单通道双精度模式的激光测距电路

说明书

本实用新型公开了一种基于TDC单通道双精度模式的激光测距电路，应用于激光测距领域。本实用新型所提供的基于TDC单通道双精度模式的激光测距电路，回波脉冲通过脉冲激光接收电路放大后被分成两路，原始脉冲直接进入复合门电路，通过延时电路的延时脉冲进入复合门电路与原始脉冲复合为复合脉冲，以满足TDC单通道双精度模式下同时对回波脉冲的上升沿和下降沿测量中对脉冲宽度的限制，相比于采用两个TDC测量芯片分别对回波脉冲的上升沿和下降沿测量节约了成本。在不显著增加了成本的基础上，相比于TDC双通道单精度模式提高了测距分辨率。

技术领域

本实用新型涉及激光测距领域，特别是涉及一种基于TDC单通道双精度模式的激光测距电路。

背景技术

随着电子技术的发展，激光测距技术也得到了相应的发展，利用激光快速测距的特点而设计的激光雷达也得到了普及。如具有建图和智能规划的家用扫地机器人就是激光雷达最成功的应用典范之一。所谓激光测距，就是以激光作为载体进行距离测量的方法，由处理器向激光驱动器发射脉冲信号的同时启动计时器开始计时，此时激光驱动器触发激光发射短脉冲激光，射向被测物体，经过物体漫反射后，一部分能量被接收镜头接收而进入光电转化器，再经过放大和整形得到回波脉冲信号使计时器停止计时。在上述过程中，激光飞行所经历的时间为T，激光传播速度为C，则所测距离为D＝C*T/2；由于激光在空气中的传播速度C基本为常数，因此测量距离的精度取决于激光飞行经历的时间T，而T主要取决于获取回波时刻点的准确度和计时器的精度。

回波时刻点的获取方式主要包括以下三种：前沿定阈值法、恒定比例法、高通容阻法，其中前沿定阈值法较另外两种方法硬件实现简单且常用。但由于激光雷达旋转测距过程中距离、反射率及入射角的变化会造成回波信号强度的差异，因此采用前沿定阈值法获得的回波时刻点也会随之变化。为了提高测距精度，通常会结合回波的宽度对回波时候客店因幅度变化导致的误差进行补偿。目前，通用的高精度时间测量电路(TDC)具有两个可以同时计时的通道，利用一个STOP通道测量回波的上升沿，利用另一个STOP通道测量回波的下降沿，获得回波时刻点以及回波的强度，从而提高获取回波时刻点的准确度。

TDC的精度是由其内部延时链的门延时决定的，可以对双通道单精度模式和单通道双精度模式进行选择。当开启双精度模式时，分辨率比单精度模式高两倍，但同时只能有一个通道供外部使用。以MS1005为例，如果这一个通道既要测量回波的上升沿，又要测量回波的下降沿，那么这两个沿的时间间隔必须要大于20ns，否则下降沿不能被TDC捕获。然而为了提高激光测距的精度，发射脉冲需要满足安规的要求，只能压榨脉冲的宽度，接收端回波信号的脉冲宽度也越来越小。

因此，为了提高测量距离的精度通常选择采用两个TDC测量芯片，都选择双精度模式，一片测量回波的上升沿，另一票测量回波的下降沿，但显然，成本会增加。否则，只能放弃测距分辨率的提高，接受双通道单精度模式，通过双通道分别进行上升沿和下降沿的测量。

综上，如何解决在TDC单通道双精度模式下同时对回波的上升沿和下降沿测量中对脉冲宽度的限制是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于TDC单通道双精度模式的激光测距电路，用于解决TDC单通道双精度模式下同时对回波脉冲的上升沿和下降沿测量中对脉冲宽度有限制的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于TDC单通道双精度模式的激光测距电路，包括：MCU、TDC、脉冲激光驱动电路、脉冲激光接收电路、复合门电路、延时电路；

MCU分别与TDC、脉冲激光驱动电路连接；

脉冲激光驱动电路与TDC的Start通道连接；

脉冲激光接收电路分别与延时电路的输入端、复合门电路的第一输入端连接，用于放大回波脉冲信号；

延时电路的输出端与复合门电路的第二输入端连接；