[发明专利]一种激光测距系统及其测距控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车主动安全领域，具体涉及一种激光测距系统。

背景技术

目前，激光测距技术已经广泛应用于汽车主动安全领域。在多种测距方式中，脉冲激光测距具有结构简单、测程远、测量速度快等优点，在多种领域得到了广泛的应用。脉冲激光测距系统向目标发射一个光脉冲，经由目标反射后由测距系统的接受电路接收，测量光脉冲从发射到返回接收电路的时间即可得到与目标间的距离。对于发射时刻的标定，传统的做法有采用光学的方法，也有采用电气连接的方法。

采用光学方法是激光器在发射的同一时刻利用光学仪器将一部分光同时采集给光电探测器，这种将发射光的一部分直接传送给光电探测器的方法，光学仪器较复杂，体积较大；

采用电气连接的方法是在激光器发射的同时，将驱动信号直接发送给时间测量单元，这种方法的缺点在于激光发射器从接收脉冲指令开始到真正发射激光脉冲的那一时刻之间的延时是受温度所影响的，而且不可确定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种体积较小，较容易和其他系统集成，测量精度高的激光测距系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种激光测距系统，该系统单片机发出送脉冲给激光驱动器，所述的激光驱动器输出脉冲至激光二极管并经发射镜片发射激光，所述的发射镜片折射部分发射激光至光-电-光转换电路的光接收端，再经由光-电-光转换电路的光发射端发射信号至PIN管，所述的PIN管同时经接收镜片接收障碍物反射回的激光，该 PIN管将激光信号经放大滤波电路输出至时间数字转换器，所述的时间数字转换器输出时间信号至单片机。

所述的单片机、激光驱动器、激光二极管和光-电-光转换电路集成构成发射板，所述的PIN管、放大滤波电路和时间数字转换器集成构成接收板。

所述的光-电-光转换电路的光发射端位于发射板和接收板的交接处，且位于安装于接收板上的接收镜片的下方，所述的发射板和接收板通过软排线相连。

所述的光-电-光转换电路的光发射端位于发射镜片折射路径上。

所述的单片机通过SPI与时间数字转换器进行通信，所述的时间数字转换器的单通道模式测量精度为90±10ps，双通道模式测量精度为45±10ps。

所述的单片机采用的是英飞凌芯片XC878，所述的激光驱动器采用的是IXD604，最大可提供4A的峰值驱动电流，所述的激光二极管采用的是欧司朗SPL LL90_3，峰值功率为80W，波长905nm。

一种激光测距控制方法：

单片机控制激光二极管发出激光，激光经由发射镜片部分向外衍射，部分折射至光-电-光转换电路；

光-电-光转换电路在接收到激光二极管发出的部分折射激光的那一时刻开始发出光信号至PIN管；

该光信号由PIN管输送至时间数字转换器后开始计时；

向外衍射的部分激光遇障碍物折回后，也由PIN管接收并输送至时间数字转换器后计时终止；

通过开始计时和计时终止得出激光飞行时间。

本发明的优点在于：

1、激光二极管从接收到发射脉冲到真正发射出激光这段延时可以通过光-电-光转换电路准确地标定出来，从而得到更为精确地计时开始时刻。

2、本系统设计简单，体积较小，便于与其他系统进行集成。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为激光测距系统电路框图；

图2为激光测距系统结构示意图；

上述图中的标记均为：1、发射板；2、接收板；3、障碍物；4、发射镜片；5、单片机；6、激光驱动器；7、激光二极管；8、光-电-光转换电路；9、PIN管；10、放大滤波电路；11、时间数字转换器；12、接收镜片。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，该系统主要包括发射板1和接收板2。发射部分集成有单片机5、激光驱动器6、激光二极管7、发射镜片4和光-电-光转换电路8，接收板2集成有时间数字转换器11、放大滤波电路10、PIN管9和接收镜片12。