[发明专利]用于多点激光测距的抗干扰低功耗系统

说明书

本发明涉及集成电路激光测距领域，为提出一种适用于智能汽车的基于飞行时间法的低功耗，抗干扰性强的多点激光测距系统结构，有效降低整体功耗，同时具有成本低，抗干扰性强的优势。为此，本发明采取的技术方案是，用于多点激光测距的抗干扰低功耗系统，由光电流探测器、前端读出电路、跨阻放大器TIA、比较器、多路选择器、上位机MCU、高压偏置电路组成，上位机MCU产生通道使能信号Control，控制信号Control同步控制多路选择器，选通相应的通道，读取相应通道的数据，其余通道以此类推，完成任一通道的距离信息的输出。本发明主要应用于集成电路激光测距场合。

技术领域

本发明涉及集成电路激光测距领域，尤其涉及一种适用于智能汽车多点激光测距系统的低功耗、抗干扰性强的系统结构。具体讲,涉及用于多点激光测距的抗干扰低功耗系统。

背景技术

近年来，激光技术发展迅速，与激光相关的一系列衍生技术的应用也日趋成熟，其中最具有代表性的便是激光测距技术，以及与其相关的激光雷达的应用。激光测距技术利用了激光的高亮度和强相干性，能够精准的测得目标物距离。激光雷达的应用是在激光测距技术上，进一步整合相关信息，进而得到目标物的轮廓等灰度信息，可以应用于汽车智能驾驶、无人驾驶当中。

激光测距技术广泛采用的测距原理是飞行时间法(TOF，time of flight)，TOF通过判别激光脉冲初始信号和回波信号的时间差，得到光束的飞行时间，从而结合光速计算出激光发射器到目标物之间的距离。TOF的测距精度主要由测距系统对于起始(START)和终止(STOP)计时信号的判别精度决定。测量距离由下式给出：(其中c为光速，t为激光总的飞行时间)

在智能汽车应用领域中，智能辅助驾驶技术需要在短时间内对车辆周围多个角度可能存在的障碍物进行测距，进而规划行车路线。利用机械扫描式激光雷达或全固态激光雷达可以实现这一目标，但成本较高。同时传统前端读出电路结构通常将探测器产生的光电流转换放大后，经模数转换器(ADC)转换，送入上位机利用相关算法进行数据处理，得到距离信息。ADC的转换精度直接影响了测距精度，而高精度ADC的功耗普遍较大，成本较高。本专利提出一种低功耗、抗干扰性强的激光测距系统结构，其只对涉及行车路线的若干关键角度进行测距，同时在数据的处理上，避免了对ADC的依赖，通过在TIA后接比较器并整形，直接输出差分数字信号给上位机作为STOP信号，提高了信号在传输过程中的抗干扰能力。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出一种适用于智能汽车的基于飞行时间法的低功耗，抗干扰性强的多点激光测距系统结构，有效降低整体功耗，同时具有成本低，抗干扰性强的优势。为此，本发明采取的技术方案是，用于多点激光测距的抗干扰低功耗系统，由光电流探测器、前端读出电路、跨阻放大器TIA、比较器、多路选择器、上位机MCU、高压偏置电路组成，上位机MCU产生通道使能信号Control，首先控制高压偏置电路为光电流探测器提供偏压，光电流探测器在高压偏置模块的作用下开始工作，探测光信号，产生电流脉冲信号输入到前端读出电路当中，经由TIA放大为电压信号后，与一参考电压Vref作比较，通过比较器转化为差分数字信号输出，再经中间信号传输线路传输至多路选择器；MCU发送的控制信号Control同步控制多路选择器，选通相应的通道，读取相应通道的数据，经由MCU处理计算后，输出一路通道的距离信息，以此类推，完成任一通道的距离信息的输出。

不同通道的数据通路不会同时工作，由上位机控制TIA跨阻开关，在停止测距时，处于关闭状态。

Control信号为M位总线信号，其具体位数M由所需要的通道数决定，需满足：

2^M≥N

其中N为通道数目。

本发明的特点及有益效果是：