[发明专利]基于回波波形累加和波形采样的激光测距系统

摘要

一种基于回波波形累加和波形采样的激光测距系统。该激光测距系统由主控电路、激光光源组件、发射接收光学组件、激光探测电路和高速信号采集电路组成。该激光测距系统将光子数分辨探测与高速数据采集相结合，实现了高灵敏度、高精度度、大动态范围的激光测距，本发明在实现远距离目标探测的同时，兼顾近距离目标的高精度测距，具有体积小、成本低、探测动态范围大、测距精度高、可实现多回波探测等优点。

主权项

1.一种基于回波波形累加和波形采样的激光测距系统，其特征是：该激光测距系统由主控电路(100)、激光光源组件(200)、发射接收光学组件(300)、激光探测电路(400)和高速信号采集电路(500)组成，所述的主控电路(100)包括FPGA主控芯片及外围电路组成，所述的激光光源组件(200)包括半导体激光器驱动电路(201)和低成本的半导体激光器(202)两部分，所述的半导体激光器(202)的峰值功率范围通常在几百mW至几百W之间，脉冲宽度在1ns～20ns之间，所述的发射接收光学组件(300)由发射光学镜组(301)和接收光学镜组(302)构成，所述的激光探测电路(400)由光子数分辨探测器(401)、放大电路(402)和整形电路(403)组成，所述的光子数分辨探测器(401)的探测动态范围达到80dB以上，所述的高速信号采集电路(500)由高速信号采集电路或专用高速AD芯片组成，激光回波电信号的采集速率不小于1Gbps；所述的主控电路(100)产生的光触发信号被所述的半导体激光器驱动电路(201)接收后产生脉冲驱动电流，驱动所述的半导体激光器(202)产生脉冲激光，该脉冲激光经所述的发射光学镜组(301)准直后发射，发射的脉冲激光经目标反射后被所述的接收光学镜组(302)接收，会聚至所述的光子数分辨探测器(401)完成光电信号转换，输出的电信号经所述的放大电路(402)和整形电路(403)后，被所述的高速信号采集电路(500)采集，所述的高速信号采集电路(500)将采集的电信号输入所述的主控电路(100)，所述的主控电路(100)完成激光回波信号的时间位置的解析，结合出光触发信号的时间位置，得到激光脉冲的飞行时间，实现激光测距，测距精度可达0.3mm。