[发明专利]一种量子阱汽车灯光雷达系统在审

专利信息
申请号: 201910432287.8 申请日: 2019-05-23
公开(公告)号: CN110133660A 公开(公告)日: 2019-08-16
发明(设计)人: 叶松;姜丹丹;丁川;马文英;陶健 申请(专利权)人: 成都信息工程大学
主分类号: G01S13/93 分类号: G01S13/93
代理公司: 北京元本知识产权代理事务所 11308 代理人: 王红霞
地址: 610025 四川省成都*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 量子阱 处理单元 二极管 汽车灯光 雷达系统 脉冲激光驱动器 光学镜 二极管阵列 测量激光 导电连接 发射时刻 方向探测 扫描方式 接收器 时间差 障碍物 反射 配合 收发 垂直 激光 雷达 发射 返回 检测 汽车
【说明书】:

发明公开一种量子阱汽车灯光雷达系统,包括脉冲激光驱动器、QW量子阱二极管、光学镜和处理单元,所述脉冲激光驱动器与QW量子阱二极管导电连接,所述处理单元采用FPGA电路测量激光发射时刻与激光返回时刻之间的时间差;本发明一种量子阱汽车灯光雷达系统通过将QW量子阱二极管与处理单元相结合,且处理单元采用FPGA电路设计,采用QW量子阱二极管配合光学镜的反射作为发射和接收器,可以将QW量子阱二极管和处理单元合二为一,省去了连接单独的收发通路,采用QW量子阱二极管阵列化来构成汽车灯光雷达,其扫描方式可在水平和垂直两个方向探测,配合处理单元,从而可以计算出汽车与水平和垂直方向的障碍物的距离,检测范围更广泛,使用效果更好。

技术领域

本发明属于通信技术领域,具体涉及到一种汽车灯光雷达,更具体的是一种量子阱汽车灯光雷达系统。

背景技术

近年来光通信的带宽可以到17GHz,速率可以到30GHz,激光雷达远距离探测的已有8km的报道,近距离精确的可以到500米,水下光通信也已有实验,整机功耗10W的单兵3D激光雷达已有雏形,并且星间光通信的也有报道,也有国外文献报道了在用波长为785nm的激光做举例测量时,在360×320。范围内,450米航拍高度,精度达到了3-5毫米,在车辆上的光雷达也已经有报道。

而现有的光探测雷达,其激光二极管和检测接收器是分开的两套通路,需要建立单独的收发通路,目前QW二极管能达到的功率有限,而且感知回来的信号大约是发射信号的百分之一还要弱,并且现有的光探测雷达在检测时只能针对前进方向进行检测,检测范围比较有限。

发明内容

为了克服上述的技术问题,本发明的目的在于提供一种量子阱汽车灯光雷达系统,通过将QW量子阱二极管与处理单元相结合,且处理单元采用FPGA电路设计,采用QW量子阱二极管配合光学镜的反射作为发射和接收器,可以将QW量子阱二极管和处理单元合二为一,省去了连接单独的收发通路,采用QW量子阱二极管阵列化来构成汽车灯光雷达,其扫描方式可在水平和垂直两个方向探测,配合处理单元,从而可以计算出汽车与水平和垂直方向的障碍物的距离,检测范围更广泛,使用效果更好。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种量子阱汽车灯光雷达系统,包括脉冲激光驱动器、QW量子阱二极管、光学镜和处理单元,所述脉冲激光驱动器与QW量子阱二极管导电连接,所述处理单元与QW量子阱二极管通信连接,所述QW量子阱二极管呈环形阵列设置;

所述处理单元采用FPGA电路测量激光发射时刻与激光返回时刻之间的时间差,所述处理单元包括控制模块、倍频时钟模块、控制模块、时间间隔测量模块和数据转换单元,所述倍频时钟模块与时间间隔测量模块通信连接,所述控制模块与时间间隔测量模块通信连接,所述时间间隔测量模块与数据转换单元通信连接。

作为本发明进一步的方案:所述处理单元外接信号探测器,处理单元包括有信号放大模块,信号放大模块将探测器接收到的信号进行放大,处理单元从信号中提取有用信息,然后将有用信息转化为所需要的信号形式。

作为本发明进一步的方案:所述倍频时钟模块外接有外接晶振,外接晶振产生的时钟信号输入到倍频时钟模块中,通过倍频时钟模块对外部晶振输入的时钟信号进行处理,产生系统所需要的时钟信号。

作为本发明的进一步方案:所述控制模块接收和响应系统发出的控制信号指令,并根据控制信号指令控制时间间隔测量模块工作。

作为本发明进一步的方案:所述时间间隔测量模块测量开始信号和停止信号之间的时间间隔,以测得目标不同像元的距离信息。

作为本发明进一步的方案:所述数据转换单元包括数据采集模块,数据采集模块用于接收时间间隔测量模块给出的停止信号,利用转换单元从电路中读出测量数据。

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