[发明专利]多通道峰值检测集成电路及激光雷达回波峰值采集系统

说明书

本发明公开了一种多通道峰值检测集成电路及激光雷达回波峰值采集系统。多通道峰值检测集成电路包括：斜坡电压产生模块和回波峰值数字信号产生阵列；回波峰值数字信号产生阵列包括多个回波峰值数字信号产生模块；斜坡电压产生模块和每一个回波峰值数字信号产生模块连接；斜坡电压产生模块用于产生斜坡电压信号；回波峰值数字信号产生模块用于接收由激光脉冲的回波信号转化的电压脉冲信号并进行峰值采集保持，在斜坡电压信号大于电压脉冲信号采集保持后的峰值时输出回波峰值的数字信号。采用本发明的多通道峰值检测集成电路及激光雷达回波峰值采集系统，相较于现有的峰值检测模块具有更高的集成度和检测效率，适用于阵列探测的激光雷达接收单元。

技术领域

本发明涉及激光脉冲的回波峰值检测技术领域，特别是涉及一种多通道峰值检测集成电路及激光雷达回波峰值采集系统。

背景技术

激光雷达成像可以分为距离像、灰度像等，距离成像依赖于测距方法的可行性和准确性，其中脉冲飞行时间（TOF，Time of Flight）法是基于测量激光脉冲在空间中的飞行时间进一步得到测量仪器与目标之间的距离信息，在该测距方法的基础上可以衍生出通过对回波脉冲峰值进行测量来得到灰度像，回波峰值信息可以用来表征探测物对激光信号的散射能力强弱和目标辐射特性。

目前国内针对激光雷达接收机回波峰值信息采集架构研究尚不成熟，很多已经将峰值检测模块集成到激光雷达接收机内部，但仍需要将采集到的回波峰值信息接由外部的ADC（Analog to Digital Converter，模数转换器）进行数字信号转换，集成度较低，大多应用于单点式探测。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道峰值检测集成电路及激光雷达回波峰值采集系统，相较于现有的峰值检测模块具有更高的集成度和检测效率，适用于阵列探测的激光雷达接收单元。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多通道峰值检测集成电路，包括：

斜坡电压产生模块和回波峰值数字信号产生阵列；所述回波峰值数字信号产生阵列包括多个回波峰值数字信号产生模块；

所述斜坡电压产生模块和每一个所述回波峰值数字信号产生模块连接；所述斜坡电压产生模块用于产生斜坡电压信号；所述回波峰值数字信号产生模块用于接收由激光脉冲的回波信号转化的电压脉冲信号并进行峰值采集保持，在所述斜坡电压信号大于所述电压脉冲信号采集保持后的峰值时输出回波峰值的数字信号。

可选的，所述回波峰值数字信号产生模块，具体包括：

峰值保持器、比较器和二进制数寄存器；

所述峰值保持器与所述比较器的正向输入端连接；所述峰值保持器用于接收由激光脉冲的回波信号转化的电压脉冲信号并进行峰值采集保持，输出与所述电压脉冲信号的峰值相等的保持电压至所述比较器；

所述斜坡电压产生模块分别与所述二进制数寄存器和所述比较器的反向输入端连接，所述比较器的输出端与所述二进制数寄存器连接；所述比较器用于比较所述斜坡电压信号和所述保持电压的大小，并在斜坡电压大于所述保持电压时，控制所述二进制数寄存器存储产生所述斜坡电压信号的二进制数；所述产生所述斜坡电压信号的二进制数为回波峰值的数字信号。

可选的，所述斜坡电压产生模块，具体包括：

计数器、译码器、斜坡发生器和第一驱动电路；

所述计数器分别与所述译码器和所述二进制数寄存器连接，所述译码器与所述斜坡发生器连接，所述斜坡发生器与所述第一驱动电路的输入端连接，所述第一驱动电路的输出端与所述比较器的反向输入端连接；所述译码器用于将所述计数器产生的二进制数转换为独热码，并根据所述独热码控制所述斜坡发生器产生斜坡电压信号；所述第一驱动电路用于驱动斜坡电压。

可选的，所述峰值保持器，具体包括：