本發(fā)明涉及一種基于載波調制的激光雷達測距系統及測距方法。

背景技術：

隨著激光技術、嵌入式技術和集成光學的發(fā)展，激光測距正朝著數字化、自動化、低成本、小型化的方向發(fā)展。激光測距雷達具有精度高，系統體積小，測量迅速的優(yōu)點，有著廣泛的應用前景。

激光雷達測距過程中如何獲得精準的目標位置，這對于提高圖像分辨率有著十分重要的作用，尤其是對于不斷運動的目標車輛，因車輛內部存在電磁干擾，容易造成測量不夠精準的問題。

另外，傳統的車載激光雷達探測器多數采用單點測試方式，其需要配置機械掃描裝置，掃描速度緩慢，圖像空間分辨率低。為了提高掃描速度需要選用焦平面陣列探測器，但是由于現有焦平面陣列探測器芯片封裝工藝絕大多數是將探測器陣列與讀出電路陣列分離為兩層，將探測器陣列置于芯片底層，其上一層為讀出電路的a/d轉換器及放大電路，二極管在接收光信號時先要透過二極管上層的讀出電路的線路層，由于光投射到線路層時容易發(fā)生光反射造成光損失，減少了二極管的受光量。

技術實現要素：

基于以上背景，為解決現有激光雷達測距系統測量精度低、抗干擾性差的問題，本發(fā)明提供了一種測量精度高、抗干擾性好的基于載波調制的激光雷達測距系統及測距方法。

本發(fā)明所采用的技術解決方案是：

一種基于載波調制的激光雷達測距系統，包括控制電路、光源、探測裝置、光學系統；控制電路包括主處理器和光源驅動電路；

其特殊之處在于：

主處理器與光源驅動電路和所述探測裝置均相連；主處理器用于輸出一組偽隨機碼序列；

光源驅動電路用偽隨機碼序列對光源發(fā)出的光信號進行低頻載波調制；

光學系統用于將所述光源發(fā)出的光信號投射到待測目標物上，并將待測目標物反射的回波信號匯聚后投射到所述探測裝置上；

所述探測裝置對所接收得回波信號進行采樣、差分放大、a/d轉換處理后輸出數字信號；

所述主處理器根據所述數字信號計算相位，獲取待測目標物距離信息。

進一步地，上述探測裝置包括探測器陣列、信號采集處理單元、襯底、互連金屬、金屬布線層、時序控制電路和用于生成行選信號的行選模塊；

所述探測器陣列由多個獨立的、對應不同空間視場角的設置在所述襯底上的光電二極管構成；

所述信號采集處理單元包括采樣電路和由列差分放大電路、a/d轉換電路及數據輸出模塊構成的處理電路；數據輸出模塊包括用于生成列選信號的列選模塊；

采樣電路與所述光電二極管一一對應，每一個采樣電路與相應的光電二極管的負極端相連并集成于一體構成一個像素單元；所有像素單元組成一個像素單元陣列；

像素單元陣列和處理電路集成在所述襯底上，像素單元陣列通過互連金屬與金屬布線層相連，金屬布線層通過數據列線與處理電路相連；

列差分放大電路的數量等于像素單元陣列的列數，一個列差分放大電路對應一列像素單元；每一列像素單元的所有采樣電路的輸出端均與該列像素單元所對應的列差分放大電路的輸入端相連；所有列差分放大電路的輸出端均與所述a/d轉換電路的輸入端相連；

a/d轉換電路的輸出端與所述數據輸出模塊的輸入端相連；a/d轉換電路用于將列差分放大電路輸出的電壓差值信號轉換為數字信號；時序控制電路用于控制所述行選模塊和所述列選模塊工作；數據輸出模塊用于輸出通過所述行選模塊和列選模塊所確定的光電二極管所對應的用于計算相位的數字信號。

進一步地，上述采樣電路包括nmos管nm7，開關s1、s2、s3、s4、s5、s6，電容c1、c2；開關s1～s4均由一個nmos管和一個pmos管對接構成，開關s5～s6均由一個pmos管構成；開關s1～s4的nmos管分別記為nm1、nm2、nm3和nm4，開關s1～s4的pmos管分別記為pm1、pm2、pm3和pm4，開關s5～s6的pmos管分別記為pm5和pm6；

nm7的柵極接箝位電壓vb，nm7的源極接光電二極管的負極端，nm7的漏極同時與nm1、nm2的漏極以及pm1、pm2的漏極相連；nm1和pm1的源極同時接電容c1的一端，nm2和pm2的源極同時接電容c2的一端；電容c1和電容c2的另一端分別接地；

nm1和pm1的源極還同時接pm5、pm3和nm3的漏極；nm1和pm1的柵極分別接控制信號vs1和vs2；pm5的源極接復位電源vdd；pm5的柵極接復位電壓vrst；pm3和nm3的源極相接作為采樣電路的其中一個輸出端vout1；pm3和nm3的柵極分別接控制信號vs3和vs4；

nm2和pm2的源極還同時接pm6、pm4和nm4的漏極；nm2和pm2的柵極分別接控制信號vs2和vs1；pm6的源極接復位電源vdd；pm6的柵極接復位電壓vrst；pm4和nm4的源極相接作為采樣電路的另一個輸出端vout2；pm4和nm4的柵極分別接控制信號vs3和vs4；

控制信號vs1是由主處理器發(fā)出的送入信號采集處理單元的那一路偽隨機碼序列碼所發(fā)出的調制信號，控制信號vs2由所述調制信號取反得到；

輸出端vout1和vout2分別連接列差分放大電路的兩個輸入端。

進一步地，上述a/d轉換電路包括斜波產生電路和多個比較器，比較器的數量等于像素單元陣列的列數，一個比較器對應一列像素單元；斜波產生電路的波形信號輸出端與每個比較器的其中一個輸入端均相連，每一列像素單元的所有采樣電路所輸出的電壓信號均通過相應的列差分放大電路送入該列像素單元所對應的比較器的另一個輸入端，所有比較器的輸出端均接數據輸出模塊的輸入端；

斜波產生電路包括負載電阻r、積分電容c和運算放大器；負載電阻r的一端接電壓vin1，負載電阻r的另一端同時接運算放大器的反向輸入端和積分電容c的一端，積分電容c的另一端接運算放大器的輸出端vramp，積分電容c的兩端還并聯有復位開關rst，運算放大器的同向輸入端接電壓vin2；電壓vin1、vin2用于控制斜波產生電路所產生的斜波信號，其中電壓vin1、vin2由探測裝置內的分壓電路產生；

數據輸出模塊還包括nbit計數器、輸出緩沖模塊和多個存儲器；多個存儲器的輸入端分別與所述多個比較器的輸出端一一對應相連，nbit計數器和所述列選模塊分別發(fā)送控制信號給所述多個存儲器的控制端，所述多個存儲器的數據輸出端均通過數據總線與輸出緩沖模塊的輸入端相連，由輸出緩沖模塊的輸出端輸出用于計算相位的數字信號。

進一步地，上述襯底的底部設置有由多個菲涅爾透鏡構成的微透鏡陣列；每個菲涅爾透鏡對應一個像素單元，用于透射回波信號光并使回波信號光匯聚到對應像素單元的光電二極管上。

進一步地，上述低頻載波的調制頻率<500mhz。

進一步地，上述主處理器為dsp數字信號處理器、fpga可編程門陣列、專用asic、gpu或者cpu；所述光源為面光源、led光源或者ld光源。

本發(fā)明同時提供了一種利用上述激光雷達測距系統進行測距的方法，包括以下步驟：

1)主處理器產生一組偽隨機碼序列；

2)用偽隨機碼序列對光源輸出的光信號進行低頻載波調制；

3)將調制后的光信號投射到待測目標物上；

4)探測裝置的各像素單元分別接收待測目標物反射的回波信號，并對其進行采樣、差分放大、a/d轉換處理得到數字信號；

5)主處理器根據所述數字信號計算相位，獲取待測目標物的距離信息。

進一步地，上述步驟2)具體為：主處理器輸出的偽隨機碼序列傳遞給光源驅動電路，光源驅動電路通過電流進行調制，使光源強度隨著主處理器產生的偽隨機碼同步變化。

本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明利用低頻偽隨機碼序列對光源信號進行載波調制，提高了系統的測量精度和抗干擾能力。

2、本發(fā)明采用的探測裝置為陣列探測器，避免了測距系統對機械掃描裝置的依賴，同時提高了系統的可靠性。

3、本發(fā)明采用探測器陣列對回波信號進行面陣探測，探測器陣列由多個獨立的光電二極管構成，每個光電二極管和與其相連的采樣電路構成一個像素單元，每個像素單元均對應有完整的讀出電路，工作時，每個像素單元同時進行數據轉化，相對于傳統單點探測的方式，極大地提高了測距系統的掃描速度。

4、探測器陣列的每個光電二極管經過鏡頭對應不同的空間視場角，圖像空間分辨率高。

5、探測器陣列中的每個光電二極管與采樣電路集成于一體，電路簡單對信號的處理在一個小尺寸的芯片內實現。

6、探測裝置采用背照式設計，其金屬布線層設置在光電二極管的底層，光電二極管可以直接與透光面接觸，減少了中間環(huán)節(jié)光線的損失，而且有效的減少了芯片厚度。

7、探測裝置的襯底底部設有微透鏡陣列，每個光電二極管對應一個微透鏡，更有效將回波信號光匯聚在對應的光電二極管上，減少了光電二極管之間多余的光線干擾。

附圖說明

圖1為本發(fā)明測距系統的結構原理示意圖；

圖2為本發(fā)明的信號采集處理單元的電路原理框圖；

圖3為本發(fā)明的探測裝置的整體結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的探測裝置的組成結構示意圖；

圖5為本發(fā)明的探測裝置的側視剖面圖；

圖6為本發(fā)明的探測裝置及其輸出接口系統整體結構示意圖；

圖7為圖6所示的探測裝置的像素輸出布線圖；

圖8為本發(fā)明的探測裝置的整體原理框圖；

圖9為圖8中斜波產生電路原理圖；

圖10為圖8中采樣電路原理圖；

圖11為本發(fā)明的探測裝置的一維行選通模塊示意圖；

圖12為本發(fā)明的探測裝置的二維行/列選通模塊示意圖；

圖13為本發(fā)明的探測裝置的時序控制圖；

圖14為本發(fā)明的探測裝置的尋址行使能選通開關邏輯示意圖；

圖15為本發(fā)明的探測裝置的尋址列使能選通開關邏輯示意圖。

附圖標記說明：

1-控制電路，11-主處理器，12-光源驅動電路，13-外設接口電路，2-光源，3-探測裝置，31-信號采集處理單元，32-探測器陣列，311-采樣電路，312-處理電路，3121-列差分放大電路，3122-a/d轉換電路，3123-數據輸出模塊，

301-微透鏡，302-襯底，303-器件有源區(qū)(外延層)，304-金屬布線層，305-互連金屬，306-像素單元陣列，3031-光電二極管，307-數據列線，

322、324-n型摻雜層、325-p型摻雜層、326-陰極電極、327-陽極電極、328-sio2隔離層，

4-光學系統，5-目標物體，6-外設，7-行選通地址線，8-數據總線。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作詳細說明。

參見圖1-8，本發(fā)明所提供的激光雷達測距系統主要包括控制電路1、光源2(可采用面光源、led光源或者ld光源)、光學系統4、由探測器陣列32和信號采集處理單元31構成的探測裝置3；

控制電路1主要包括主處理器11、光源驅動電路12和外設接口電路13，其中光源驅動電路12的輸出端接光源2的輸入端，主處理器11的i/o口分別接探測裝置3、光源驅動電路12和外設接口電路13；主處理器11作為控制電路的核心控制器件可選用dsp數字信號處理器或者選用fpga可編程門陣列或者專用asic或者gpu或者cpu；外設接口電路13可選用rs-422、rs-485或rs-232接口；

探測器陣列32用于接收光學系統4所返回的回波信號，探測器陣列32由多個獨立的用于采集回波信號光的光電二極管3031構成；光電二極管3031設置在襯底302上，分布在襯底302與金屬布線層304之間的器件有源區(qū)(外延層)303；

信號采集處理單元31用于接收和處理探測器陣列32的輸出信號，信號采集處理單元31與主處理器11相互通信；信號采集處理單元31包括采樣電路311和由列差分放大電路3121、a/d轉換電路3122及數據輸出模塊3123構成的處理電路312；采樣電路311、列差分放大電路3121、a/d轉換電路3122及數據輸出模塊3123依次相接；采樣電路311用于完成對像素信號的采集和電荷積累，然后以兩路電壓信號輸出給列差分放大電路3121，將列差分放大電路3121得到的差值信號傳輸到a/d轉換電路3122，通過a/d轉換電路3122將模擬量信號轉換為用于計算相位的數字信號，該數字信號最終通過數據輸出模塊3123傳輸給主處理器11；

探測器陣列32中每個光電二極管3031的負極端均連接有一個采樣電路311并與其集成于一體構成一個像素單元；所有像素單元組成一個像素單元陣列306；處理電路312作為像素單元陣列的讀出電路；

探測裝置3還包括襯底302(材質為si)、互連金屬305(該互連金屬作為接觸以實現器件與si襯底的連接)、金屬布線層304、時序控制電路和用于生成行選信號的行選模塊；像素單元陣列306、處理電路312、時序控制電路和行選模塊均集成在襯底302上，像素單元陣列306通過互連金屬305與金屬布線層304相連，金屬布線層304通過數據列線307與處理電路312相連；

參見圖4，金屬布線層304由多個金屬布線單元構成，每一列金屬布線單元分別對應一列像素單元；每個金屬布線單元是由多層金屬層和多層介質層構成，在每層金屬層上均設有連接點，多層介質層分別設置在相鄰兩層金屬層之間，介質層為sio2材料的絕緣層。

參見圖4，襯底302底部還設置有與襯底302集成于一體的微透鏡陣列，微透鏡陣列由多個菲涅爾透鏡構成，每個菲涅爾透鏡對應一個像素單元，用于透射回波信號光并使回波信號光匯聚到對應像素單元的光電二極管3031上，有利于光電二極306管吸收光信號，該微透鏡陣列有效提高了襯底表面透射率。

參見圖5，襯底302頂部設置設有sio2隔離層328，在sio2隔離層328上設有多個用于內嵌陰極電極326和陽極電極327的孔，陰極電極326鑲嵌入襯底302中的接觸面處設有面積大于陰極電極326截面積的n型摻雜層324，陽極電極327鑲嵌入襯底302中的接觸面處設有面積大于陽極電極327截面積的p型摻雜層325。襯底302底部具有n型摻雜層322，微透鏡陣列設置在n型摻雜層322底部。

采樣電路

參見圖7和圖8，采樣電路311有多個，其與光電二極管3031一一對應，每個光電二極管3031的負極端均連接有一個采樣電路311并集成于一體。

參見圖10，采樣電路311包括nmos管nm7、開關s1、s2、s3、s4、s5、s6及電容c1、c2；開關s1～s4均由一個nmos管和一個pmos管對接構成，開關s5～s6均由一個pmos管構成；開關s1～s4的nmos管分別記為nm1、nm2、nm3和nm4，開關s1～s4的pmos管分別記為pm1、pm2、pm3和pm4，開關s5～s6的pmos管分別記為pm5和pm6；

nm7的源極接光電二極管的負極端，nm7的漏極同時與nm1、nm2的漏極以及pm1、pm2的漏極相連，nm7的柵極接箝位電壓vb；nm1和pm1的源極同時接電容c1的一端，nm2和pm2的源極同時接電容c2的一端；電容c1和電容c2的另一端分別接地；

nm1和pm1的源極還同時接pm5、pm3和nm3的漏極；nm1和pm1的柵極分別接控制信號vs1和vs2；pm5的源極接復位電源vdd；pm5的柵極接復位電壓vrst；pm3和nm3的源極相接作為采樣電路的其中一個輸出端vout1；pm3和nm3的柵極分別接控制信號vs3和vs4；

nm2和pm2的源極還同時接pm6、pm4和nm4的漏極；nm2和pm2的柵極分別接控制信號vs2和vs1；pm6的源極接復位電源vdd；pm6的柵極接復位電壓vrst；pm4和nm4的源極相接作為采樣電路的另一個輸出端vout2；pm4和nm4的柵極分別接控制信號vs3和vs4；

控制信號vs1是由主處理器發(fā)出的送入信號采集處理單元的那一路偽隨機碼序列碼所發(fā)出的調制信號，控制信號vs2由所述調制信號取反得到；

nm7為箝位電路，用于在電容c1、c2上的電壓變化時，避免光電二極管兩端電壓發(fā)生大的變化；

輸出端vout1和vout2分別連接列差分放大電路3121的兩個輸入端。

圖10所示采樣電路的工作原理：

與光電二極管相連的nmos管nm7起箝位作用，vb為箝位電壓。

電容c1、c2為像素內積分電容，開關s1、s2的作用是控制像素內積分過程，開關s1的nmos管nm1、開關s2的pmos管pm2的控制信號vs1和開關s1的pmos管pm1、開關s2的nmos管nm2的控制信號vs2是行選模塊輸出的控制信號，vs1和vs2電壓相反；vs1置為高vs2置為低，則s1閉合s2斷開；vs1置為低vs2置為高，則s1斷開s2閉合。

開關s3、s4的作用是控制像素內積分電壓的輸出，s3，s4各由一對pmos和nmos管對接而成，開關s4的pmos管pm4的控制信號vs3和開關s3的nmos管nm3的控制信號vs4是行選模塊輸出的行選通信號，vs3被置高vs4被置低，可使s3和s4斷開，vs3被置低vs4被置高，可使s3和s4閉合。

開關s5、s6的作用是控制像素內電容的復位，其控制端的vrst信號來自于行選模塊，vrst被置高，可使s5和s6斷開，vrst被置低，可使s5和s6閉合。

圖10所示采樣電路的工作過程

圖13中，上圖代表某一行每幀的信號循環(huán)往復，下圖表示一幀內某一行信號具體的變化情況，不同信號控制不同開關的啟閉，下面結合圖10和13以及開關的工作狀態(tài)說明采樣電路的工作過程：

步驟一：斷開開關s3、s4、s5和s6，根據控制信號vs1和vs2交替閉合開關s1和s2，光源根據調制信號發(fā)射調制光，控制信號vs1與調制信號相同，控制信號vs2正好與調制信號相反，回波產生的電荷存儲在電容c1和電容c2中。

步驟二：將開關s1和s2斷開，s5和s6仍保持斷開狀態(tài)，通過行選信號閉合開關s3和s4，將電容c1和c2的電壓輸送到兩個列線vout1和vout2上，傳輸到列差分放大電路中，得到電容c1和c2上電壓的差，再將電壓差值信號傳輸到a/d轉換電路中，將模擬信號轉換為數字信號，最終通過數據輸出模塊傳輸到探測裝置外。

本步驟中，電容c1的電壓為a1∫m(t)m(t-td)·dt，電容c2的電壓為a1∫[1-m(t)]m(t-td)·dt,經過差分放大電路處理后輸出a2∫[2m(t)-1]m(t-td)·dt＝a3·(tc-td)；其中，a1、a2和a3均為系數，且在時間近似不變的情況下，為定值。

步驟三：傳輸結束后，閉合開關s5、s6，斷開開關s3、s4，開關s1、s2仍然處于斷開狀態(tài)，完成對數據列線以及電容c1和c2進行復位。

步驟四：斷開開關s3、s4、s5和s6，根據控制信號vs1和vs2交替閉合開關s1和s2，光源根據調制信號發(fā)射調制光，控制信號vs1比調制信號延遲一個碼片長度，控制信號vs2正好與控制信號vs1相反，回波信號產生的電荷存儲在電容c1、c2中。

步驟五：將開關s1和s2都斷開，s5和s6均保持斷開狀態(tài)，通過行選信號閉合開關s3和s4，將電容c1和c2的電壓輸送到兩個輸出端vout1和vout2上，傳輸到列差分放大電路中得到電容c1、c2上電壓的差值，再將電壓差值信號傳輸到a/d轉換電路中，將模擬信號轉換為數字信號，最終通過數據輸出模塊傳輸到探測裝置外，當傳輸結束后，閉合開關s5和s6，對像素單元內的電容進行復位。

本步驟中，電容c1的電壓為a1∫m(t-tc)m(t-td)·dt，電容c2的電壓為a1∫[1-m(t-tc)]m(t-td)·dt，經過差分放大電路處理后輸出a2∫[2m(t-tc)-1]m(t-td)·dt＝a3·td。

步驟六：閉合開關s1、s2、s5、s6，斷開開關s3、s4，對光電二極管以及電容c1、c2進行復位。

步驟二和步驟五輸出的兩個數據(a3·(tc-td)和a3·td)用于送入主處理器中進行計算以得到距離信息。

上述步驟二和步驟五中涉及到c1和c2的電壓值，參數中m是指m序列，tc是指一個小脈沖的時間，即碼片的時間長度；td是返回的延遲時間。

列差分放大電路

參見圖8，列差分放大電路3121的數量等于像素單元陣列的列數，一個列差分放大電路對應一列像素單元；每一列像素單元的所有采樣電路的輸出端均與該列像素單元所對應的列差分放大電路的輸入端相連；所有列差分放大電路的輸出端均與a/d轉換電路3122的輸入端相連。

a/d轉換電路

參見圖8，a/d轉換電路3122包括斜波產生電路和多個比較器，比較器的數量等于光電二極管3031的列數，一個比較器對應一列光電二極管；斜波產生電路的波形信號輸出端與每個比較器的其中一個輸入端均相連，每一列光電二極管3031所對應的列差分放大電路312的輸出端與每個比較器的另一個輸入端均相連，所有比較器的輸出端均接數據輸出模塊的輸入端。

參見圖9，斜波產生電路包括負載電阻r、積分電容c和運算放大器；負載電阻r的一端接電壓vin1，負載電阻r的另一端同時接運算放大器的反向輸入端和積分電容c的一端，積分電容c的另一端接運算放大器的輸出端vramp，積分電容c的兩端還并聯有復位開關rst，運算放大器的同向輸入端接電壓vin2；電壓vin1、vin2用于控制斜波產生電路所產生的斜波信號，其中電壓vin1、vin2由探測裝置內的分壓電路產生。

數據輸出模塊

數據輸出模塊3123包括nbit計數器、列選模塊、輸出緩沖模塊和多個存儲器；多個存儲器的輸入端與a/d轉換電路3122中的多個比較器的輸出端一一對應相連，nbit計數器和列選模塊分別發(fā)送控制信號給所有存儲器的控制端，所有存儲器的數據輸出端均通過數據總線與輸出緩沖模塊的輸入端相連，由輸出緩沖模塊輸出用于計算相位的數字信號。

時序控制電路

時序控制電路用于控制探測裝置內的行選模塊和數據輸出模塊中的列選模塊工作，時序控制電路可以采用現有模塊。

如圖14所示，探測裝置的行選模塊通過對行計數器的輸出進行譯碼，可以得到行選信號，使能時間分別與行時鐘信號的周期相同；其中row_clk為行時鐘信號，圖14中1、2分別表示行選通開關控制信號，q<1>至q<n>分別表示1bit計數器的輸出數據，nq<1>至nq<n>表示nbit計數器的輸出數據。

如圖15所示，探測裝置的列選模塊通過對列計數器的輸出進行譯碼，可以得到列選信號，使能時間分別與列時鐘信號的周期相同；其中col_clk為列時鐘信號，圖15中1、2分別表示列選通開關控制信號，q<1>至q<n>分別表示1bit計數器的輸出數據，nq<1>至nq<n>表示nbit計數器的輸出數據。

探測裝置3的工作原理：

如圖7所示，每個像素單元均具有與行選模塊相連的行選通地址線，該行選通地址線分別連接用于控制每個像素單元的采樣電路的開關s1-s6以及復位電源vdd，其中開關s1和s2由vs1和vs2給信號，開關s3和s4由vs3和vs4給信號，其中開關s5、s6及復位電源vdd是由vrst給信號；每一列像素單元共用兩根數據列線307，數據列線307的輸出端依次連接列差分放大電路、a/d轉換電路和數據輸出模塊；如圖8所示，采樣電路311積分結束后，a/d轉換電路中的斜波產生電路開始工作，通過行選模塊給出的行選信號選擇將某一行像素單元內的采樣電路的數據讀出；

每一列像素單元對應的列差分放大電路輸出的差分信號和斜波產生電路的輸出信號分別送入每一列像素單元所對應的比較器的兩個輸入端，當比較器的輸出端翻轉后，在該比較器對應的存儲器中存下當前nbit計數器的計數值；

斜波產生電路工作截止后，通過數據輸出模塊中的列選模塊給出的列選信號，控制存儲器中的數據依次讀取到數據總線上，然后通過數據輸出模塊中的輸出緩沖模塊將數據讀出到探測裝置外。

測距系統的工作原理和過程：

主處理器11輸出兩路偽隨機碼序列：一路通過光源驅動電路12對光源2的光源信號進行低頻(調制頻率<500mhz)載波調制得到一調制信號；一路送入信號采集處理單元31用于控制采樣電路311中的開關s1的啟閉；

光源2的發(fā)射端通過光學系統4將透射出去的光投射到目標物體5上，其在大氣介質的傳輸過程中，受到大氣介質的吸收、散射等作用后的光信號經目標物體5反射的回波信號再經過光學系統4匯聚后投射到探測器陣列32上，信號采集處理單元31對探測器陣列32吸收的回波信號進行采集、差分放大處理、a/d轉換得到數字量信號；主處理器對所述數字量信號進行計算處理后得到待測目標物的距離信息。獲取距離信息的具體計算方法為：將a3·(tc-td)和a3·td在fpga中作比值，得到在已知tc的情況下即可得到td；又由于為待測目標物到探測器陣列的距離，c為光速，可以得到距離d。