[01339154]一种脉冲激光雷达的双接收通道

1. 课题来源与背景随着激光技术的发展,脉冲式激光测量技术不断更新换代,其测量精度也不断提高,而且具备结构简单,价格低廉,可靠性高,抗干扰性能强,不需要合作目标等优点,在民用和军事上得到了广泛应用。脉冲激光雷达测量系统主要包括激光发射单元、激光接收单元和主控制单元。它是由激光发射和接收单元测得距离信息,再联合主控制单元控制信号操作,从而实现目标距离信息的转化和三维点云成像。这三个单元在常规激光雷达测量系统中互相分离,每次使用需要进行组装、拆卸,每拆一次会引起参数发生改变,若希望采集到高精度的数据,在使用前需要重新检校。这种采用分立单元组合的方式不仅影响了使用效率,而且也导致整个激光雷达测量系统体积和重量增加,难以做到高效化和高精度化。 2. 技术原理及性能指标激光测距单元是激光雷达测量系统的核心,它通过激光发射机发射一束激光照射目标物,然后由接收机将目标反射的回波信号转换为电信号,再经激光雷达处理机得到测量系统到目标物的距离值。传统激光测距单元采用单通道的上升沿时刻鉴别法,对激光器重频要求高,需要配合机械扫描装置才能成像,不仅体积大、功耗大,而且降低了成像速度,限制了它的应用范围。 3. 技术的创造性与先进性本发明的目的是提供一种脉冲激光雷达的双接收通道,能够有效避免因回波幅度和回波干扰引起的漂移误差,降低误警和虚警概率,提高时刻鉴别的精度,从而进一步有效提高脉冲式激光测距的测量精度。本发明采用以下技术方案予以实现：一种脉冲激光雷达的双接收通道,包括前沿时刻鉴别通道、高通容阻时刻鉴别通道和门电路;前沿时刻鉴别通道中,输入信号加于阈值比较器的正向输入端,电源电压经由电位器加于阈值比较器的反向输入端,阈值能根据电位器调整;高通容阻时刻鉴别通道中,高通滤波次数是可控的,输入信号经高通滤波单元微分处理后加于高速比较器的正向输入端,外加比较电压经由电位器加于高速比较器的反相输入端,高速比较器的转态发生于两输入端信号相等的时刻;将阈值比较器和高速比较器的输出通过门电路相与。本发明的先进性包括前沿时刻鉴别通道和高通容阻时刻鉴别通道结合,两通道共同获取和决定激光回波的到来时刻,即提高了时刻鉴别的精度,又降低了测量的虚警概率;一方面,前沿时刻鉴别通道通过设定合适的阈值,可避免鉴别的时刻受到叠加在激光回波上的噪声干扰而产生误触发;另一方面,高通容阻时刻鉴别通道有效解决了激光回波脉冲幅度变化引起的时间游动,使鉴别的时刻不受回波幅度的变化产生影响。 4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性本发明涉及激光测量领域,特别涉及一种高精度时刻鉴别电路,应用于激光测距领域。 5. 应用情况及存在的问题本系统适合于窄脉冲和远距离范围的探测,能够有效减小波形变化和噪声干扰引起的定时误差。