[发明专利]一种基于PSD传感器的目标物跟踪装置

说明书

本发明涉及远距离目标物跟踪设备技术领域，具体涉及一种基于PSD传感器的目标物跟踪装置。包括可转动的伺服平台；置于伺服平台上的镜头；信号处理电路；及用于对伺服平台进行控制和驱动的伺服平台控制器；镜头包括光学系统和PSD传感器，PSD传感器分别与N路信号处理电路连接；每路信号处理电路包括依次连接的前置放大器、脉冲检测器、峰值保持器、数模转换器、DSP处理器；DSP处理器的输出端与总控制器输入端连接，总控制器输出端与伺服平台控制器连接。该方案伺服平台在伺服平台控制器的控制下可以实现偏航、俯仰两个方向转动，不断对偏航、俯仰两个偏差角进行修正，使镜头对准目标物，从而实现对目标物的实时对准和跟踪，具有低成本，精度高的特点。

技术领域

本发明涉及远距离目标物跟踪设备技术领域，具体涉及一种基于PSD传感器的目标物跟踪装置。

背景技术

在对远距离目标物进行跟踪时，通常需要使用远距离目标物跟踪装置作为工具。通过远距离目标物跟踪装置作为探测器找到远距离目标物实际所在的位置，然后根据远距离目标物实际所在的位置信息对目标物进行实时跟踪。

现有技术中，常用四象限光电二极管(简称PIN，Personal IdentificationNumber的缩写)或者雪崩光电二极管(简称APD，Avalanche Photo Diode的缩写)作为探测器。

PIN探测器无法将光生载流子放大，因此信噪比和灵敏度不够理想。APD是一种具有内部增益、能将探测到的光电流进行放大的有源器件。APD的工作原理为雪崩电离效应，即在+n结附近有一高电场，光生电子和空穴在该区中被加速，获得很高的能量。如果载流子能量足够大则它将会去碰撞晶格原子，使束缚的电子电离，从而在导带和价带产生一对电子－空穴对。因碰撞产生的载流子也会被加速并继续去碰撞其他晶格原子，进一步产生电子－空穴对。但使用APD探测器成本较高，电路较复杂。

位置敏感探测器(简称PSD传感器，Position Sensitive Detector的缩写)是为适合位置、位移、距离等精确实时测量而发展起来的一种半导体光电敏感器件。它利用半导体的横向光电效应来测量入射光点的位置，属于非离散型器件。PSD传感器输出的电流随光点位置不同而连续变化，具有体积小、灵敏度高、噪声低、分辨率高、频谱响应宽、响应速度快、价格低等优点。但该种探测器还没有被应用在对远距离目标物进行跟踪的领域。

因此针对这一现状，迫切需要设计和生产一种基于PSD传感器的目标物跟踪装置，以解决现有技术中所使用的探测器信噪比和灵敏度还不够理想，成本较高，电路较复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PSD传感器的目标物跟踪装置，利用PSD传感器位置敏感探测器对远距离目标物进行跟踪，相对当前常用的PIN或者APD光电探测器对目标物进行跟踪，具有低成本，精度高的特点。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种基于PSD传感器的目标物跟踪装置，包括：

可转动的伺服平台；

置于伺服平台上的镜头；

信号处理电路；及

用于对伺服平台进行控制和驱动的伺服平台控制器；

所述镜头包括光学系统和PSD传感器，所述PSD传感器分别与N路信号处理电路连接；

所述每路信号处理电路包括依次连接的前置放大器、脉冲检测器、峰值保持器、数模转换器、DSP处理器；

所述DSP处理器的输出端与总控制器输入端连接，所述总控制器输出端与伺服平台控制器连接；

所述光学系统用于将目标物激光脉冲回波信号成像到PSD传感器上，不同角度的激光脉冲回波信号在PSD传感器上的成像位置不同；