[实用新型]单光子测距装置

说明书

本实用新型公开了一种单光子测距装置，装置包括装置基座，安装于装置基座的马达，安装于装置基座的雷达机芯；所述雷达机芯与马达传动连接，所述马达通过传动机构驱动雷达机芯转动；所述雷达机芯包括安装于装置基座的处理控制板，安装于处理控制板上端的雷达光机，安装于雷达光机并且与处理控制板电性连接的接收镜片，与处理控制板电性连接并且位于接收镜片侧边的发射镜片，安装于处理控制板上端并且与处理控制板电性连接的发射与计时电路板，以及安装于发射与计时电路板的单光子芯片。本方案比传统TDC+APD方案精度更高，具有更强的性能，能够实现高精度、高频率测距，可用于扫地机雷达等测距产品。

技术领域

本实用新型涉及雷达测距技术领域，尤其涉及一种单光子测距装置。

背景技术

在当前技术中，激光雷达测量距离主要采用三角以及TOF（Time Of Flight）两种方式。但是上述两种方式均存在一些缺陷，三角应用范围有限，只能测量近距离，且精度较差；TOF方案有相位以及脉冲两种方案，脉冲方案大范围用于雷达市场，脉冲方案特点为精度高、测距能力强、抗噪声能力强；脉冲方案主要由发射模块，接收模块，计时模块，处理控制模块组成，其中，发射模块采用脉冲激光器LD（laser Diode）发射激光脉冲，接收模块使用雪崩二极管（APD）接收LD发射的信号，处理控制模块使用单片机，计时模块使用TDC（Time-to-Digital converter）。工作原理：脉冲激光器LD发射激光的同时，TDC开始计时，激光经过被测物体表面发生漫反射，器件APD接收到LD发射的信号，经过电路放大，比较输出到TDC，TDC停止计时，此时，TDC记录激光发射到接收的时间t1，根据公式：距离 = 速度 *时间（L = V * T），光速默认C = 3*10^8m/s，此时两点间距离L=C*t1/2，单片机读取TDC数据，计算得出两点间距离，然后输出到显示屏或者其他外部设备。

对于上述方案而言，用于处理控制模块的MCU发出起始信号START，作为TDC开始计时信号，TDC检测接收信号上升沿作为结束计时信号STOP，通过计算STOP到START时间差，从而计算信号由发出到接收完成的时间差。当同一距离，有不同反射率标靶时，接收信号强度会发生变化，反射率高的目标，信号会强，反射率低的目标，信号会弱。当在同一位置出现信号强度不同，比较器门槛固定时，TDC计时的时间为两个不同的值，因此,信号前沿位置不同，导致精度偏差变大，无法满足高精度测距。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

基于上述原因，本申请人提出了一种单光子测距装置，旨在解决上述问题。

发明内容

为了满足上述要求，本实用新型的目的在于提供一种单光子测距装置，旨在能够实现高精度、高频率测距，可用于扫地机雷达、无人搬运车、自动引导车以及多线雷达等测距产品。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，本实用新型提出了一种单光子测距装置，包括装置基座，安装于装置基座的马达，安装于装置基座的雷达机芯；所述雷达机芯与马达传动连接，所述马达通过传动机构驱动雷达机芯转动；

所述雷达机芯包括安装于装置基座的处理控制板，安装于处理控制板上端的雷达光机，安装于雷达光机并且与处理控制板电性连接的接收镜片，与处理控制板电性连接并且位于接收镜片侧边的发射镜片，安装于处理控制板上端并且与处理控制板电性连接的发射与计时电路板，以及安装于发射与计时电路板的单光子芯片。

在一个可能的实施方式中，所述装置基座设有用于安装雷达机芯的安装腔，所述装置基座设有用于安装马达的安装孔，所述马达通过紧固件与装置基架固定连接。

在一个可能的实施方式中，所述传动机构包括与马达输出轴连接的皮带轮，套设于皮带轮的传动皮带。