[发明专利]一种基于TDC算法的激光内光路矫正方法

摘要

本发明专利提出了基于TDC算法的激光内光路矫正方法，解决了在多通道激光三维雷达系统中，获得每一通道内光路脉冲与测量系统时钟的延时关系的技术问题，以此提高激光三维雷达中多通道数据精确到达的时刻。一种基于TDC算法的激光内光路矫正方法采用verilog实现基于TDC算法的IP核设计，并高度集成于多通道采集系统中。TDC算法的时间分辨率可达100皮秒。相比较采用TDC‑GP2X系列的高精度时间数字测量芯片，本方法设计的IP核可移植性高，集成度高，成本低，可扩展性强。本设计构架主要包括边沿锁存，进位链，多级锁存，分段译码和自动译码矫正模块。

主权项

一种基于TDC算法的激光内光路矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)，内光路脉冲trig_in(1)通过信号分配器(2)分配成多路内光路脉冲trig_in_1～trig_in_N(4)，然后输入到基于FPGA的多通道采集系统(3)的TDC_1～TDC_N触发端；(2)，采用基于TDC的算法(8)记录所述每一通道的内光路脉冲边沿与系统时钟clkdiv(5)边沿的相位延时数据fine_data_1～fine_data_N(6)；(3)，将对应的每一通道的延时数据通过以太网口(9)实时传输到上位机显示；其中，所述步骤(2)中，所述基于FPGA的多通道采集系统(3)包括边沿锁存模块(10)、进位链模块(11)、多级锁存模块(12)以及分段译码模块(13)；其中，所述进位链模块(11)由M个carry4延时单元(18)依次串联构成，所述每个carry4延时单元(18)的输出端作为进位链模块(11)的抽头，所述多级锁存模块(12)由两级多路D触发器单元和三级多路D触发器单元构成，所有D触发器都采用系统时钟clkdiv(5)产出同步节拍；其中M满足：Tclkdiv为系统时钟clkdiv的周期，τ为一个carry4的延时时间；所述基于TDC的算法包括：首先，所述每路trig_in_i内光路脉冲经进位链模块(11)传播后，每个carry4延时单元(18)输出进位链数据CI_i到多级锁存模块(12)，依次进行两级D触发器的锁存和三级D触发器的锁存；然后，通过所述边沿锁存模块(10)对trig_in_i内光路脉冲的上升沿的锁存，所述三级D触发器单元的输出经所述分段译码模块(13)计算进位链数据CI_i中“1”的个数，以此捕捉并输出trig_in_i内光路脉冲到达后与第一个clkdiv下降沿的延时间隙fine_data_i。