本發(fā)明涉及服裝檢測設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種三維成像激光雷達。

背景技術(shù)：

自從世界上第一臺紅寶石激光器于1961年研制出來之后，用于測距的激光雷達很快就被發(fā)明了出來，人們在激光雷達領(lǐng)域的研究在迅速加深。激光雷達技術(shù)較其他探測如無線電雷達和超聲波雷達，顯現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。一方面，激光雷達能夠發(fā)揮其光學(xué)成像特性，通過成像來反映探測目標(biāo)的三維、全面的信息，而不僅僅是目標(biāo)的存在和距離信息；另一方面，激光雷達具有極短的光波長，使得探測精度大大提高。此外，激光雷達還具有抗干擾能力強，可靠性高，測速快，效率高，可用時間長等優(yōu)點。

三維成像激光雷達是適合安裝在車輛上使用的激光雷達，具有體積小，質(zhì)量輕，測量范圍遠，反應(yīng)速度快等特點。目前，國內(nèi)三維成像激光雷達的相關(guān)研究和應(yīng)用開始得較晚，與國外的研究和應(yīng)用相比，存在一些差距，通過借鑒國外的激光雷達技術(shù)的研究應(yīng)用，不斷改進國內(nèi)現(xiàn)有的激光雷達技術(shù)，使得我國激光雷達技術(shù)在今后有更好的發(fā)展。

如何將激光雷達的百花齊放的理論研究成果轉(zhuǎn)為有實用價值和商業(yè)價值的成果。盡管車載激光雷達的產(chǎn)品在國外已有很多，而且大多都定價高昂，在小型化和民用化應(yīng)用領(lǐng)域仍沒有較好的解決方案，故實現(xiàn)三維成像雷達的自主研究和生產(chǎn)有較高的實用價值和商業(yè)價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種三維成像激光雷達，擁有可測量的距離比較長、測距迅速、無需目標(biāo)，隱蔽性好，安全性高等優(yōu)點。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種三維成像激光雷達，包含處理控制單元、高精度時間間隔測量單元、回波信號處理單元、激光發(fā)射單元、激光接收單元，所述處理控制單元由信號控制處理電路、激光器驅(qū)動電路、apd信號接收電路、信號處理電路、高精度時間間隔測量電路組成，信號控制處理電路為控制中心，激光器驅(qū)動電路與激光發(fā)射單元相連接，apd信號接收電路與激光接收單元相連接，信號處理電路與回波信號處理單元相連接，高精度時間間隔測量電路與高精度時間間隔測量單元相連接，處理控制單元分別與高精度時間間隔測量單元以及激光發(fā)射單元相連接，激光接收單元與回波信號處理單元相連接。

進一步地，所述激光發(fā)射單元為激光器，型號為多量子阱ingaas半導(dǎo)體激光器pgew2s09，回波信號處理單元為光電檢測傳感器，型號為硅外延擴散型雪崩二極管ad500-9。

進一步地，所述激光發(fā)射單元采用的光學(xué)元件為四片式雙膠合透鏡，激光接收單元采用的光學(xué)元件為單片非球面加濾光片。

進一步地，所述激光器驅(qū)動電路的驅(qū)動電源為電容充放電式電源，其電壓為100-250v。

進一步地，所述apd信號接收電路的偏置電壓為100-250v。

進一步地，所述信號處理電路中的帶寬為50mhz，應(yīng)用兩級放大器來放大電信號，放大倍數(shù)為25倍。

與現(xiàn)有技術(shù)相比：本發(fā)明選取了滿足系統(tǒng)需求的半導(dǎo)體激光器和apd探測器，使得激光系統(tǒng)更加小型化，測量精度更高，響應(yīng)速率更快；發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)采用的是四片式雙膠合透鏡，達到了準(zhǔn)直的要求；接收光學(xué)系統(tǒng)采用單片非球面加濾光片，即可滿足接收光線聚焦要求，所設(shè)計兩部分光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不僅簡單，又能滿足系統(tǒng)目標(biāo)要求?？蓽y量的距離比較長，以總平均光功率為定量的情況下，就測量距離這一參數(shù)來說，脈沖光波型激光測距儀在此參數(shù)上所能達到的數(shù)值遠遠大于連續(xù)光波型激光測距儀。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明激光發(fā)射單元光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明激光接收單元光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明控制電路系統(tǒng)框架。

圖5為本發(fā)明激光器驅(qū)動電路圖。

圖6為本發(fā)明前置互阻放大電路原理圖。

圖中：1-處理控制單元，2-高精度時間間隔測量單元，3-回波信號處理單元、4-激光發(fā)射單元，5-激光接收單元。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于

本技術(shù)：
所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例1：

一種三維成像激光雷達，包含處理控制單元1、高精度時間間隔測量單元2、回波信號處理單元3、激光發(fā)射單元4、激光接收單元5，所述處理控制單元1由信號控制處理電路、激光器驅(qū)動電路、apd信號接收電路、信號處理電路、高精度時間間隔測量電路組成，信號控制處理電路為控制中心，激光器驅(qū)動電路與激光發(fā)射單元4相連接，apd信號接收電路與激光接收單元5相連接，信號處理電路與回波信號處理單元3相連接，高精度時間間隔測量電路與高精度時間間隔測量單元2相連接，處理控制單元1分別與高精度時間間隔測量單元2以及激光發(fā)射單元4相連接，激光接收單元5與回波信號處理單元3相連接。

進一步地，所述激光發(fā)射單元4為激光器，型號為多量子阱(multi-quantu-mwell)ingaas半導(dǎo)體激光器pgew2s09，回波信號處理單元3為光電檢測傳感器，型號為硅外延擴散型雪崩二極管ad500-9。

進一步地，所述激光發(fā)射單元4采用的光學(xué)元件為四片式雙膠合透鏡，激光接收單元5采用的光學(xué)元件為單片非球面加濾光片。

進一步地，所述激光器驅(qū)動電路的驅(qū)動電源為電容充放電式電源，其電壓為120v，所述apd信號接收電路的偏置電壓為120v，由于激光器驅(qū)動電路的電壓和apd信號處理器的電壓相同，所以apd信號接收電路的電源采用與激光器驅(qū)動電路的電源相同，均為電容充放電式電容，電源電壓為120v。

進一步地，所述信號處理電路中的帶寬為50mhz，應(yīng)用兩級放大器來放大電信號，放大倍數(shù)為25倍。

信號控制處理電路發(fā)出控制信號到半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電路，驅(qū)動激光器發(fā)射激光，而且高精度時間間隔測量單元開始計時，激光脈沖到達目標(biāo)后被反射回來，回波脈沖到達激光接收單元的光電檢測傳感器系統(tǒng)，這段時間間隔為t，apd信號處理電路將光信號轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)過信號處理電路將信號傳遞給高精度時間間隔測量電路，系統(tǒng)停止計時。由激光脈沖的往返時間t，即可計算目標(biāo)離激光系統(tǒng)的距離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比：本發(fā)明選取了滿足系統(tǒng)需求的半導(dǎo)體激光器和apd探測器，使得激光系統(tǒng)更加小型化，測量精度更高，響應(yīng)速率更快；發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)采用的是四片式雙膠合透鏡，達到了準(zhǔn)直的要求；接收光學(xué)系統(tǒng)采用單片非球面加濾光片，即可滿足接收光線聚焦要求，所設(shè)計兩部分光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不僅簡單，又能滿足系統(tǒng)目標(biāo)要求?？蓽y量的距離比較長，以總平均光功率為定量的情況下，就測量距離這一參數(shù)來說，脈沖光波型激光測距儀在此參數(shù)上所能達到的數(shù)值遠遠大于連續(xù)光波型激光測距儀。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種三維成像激光雷達，包含處理控制單元、高精度時間間隔測量單元、回波信號處理單元、激光發(fā)射單元、激光接收單元，所述處理控制單元由信號控制處理電路、激光器驅(qū)動電路、APD信號接收電路、信號處理電路、高精度時間間隔測量電路組成，激光器驅(qū)動電路與激光發(fā)射單元相連接，APD信號接收電路與激光接收單元相連接，信號處理電路與回波信號處理單元相連接，高精度時間間隔測量電路與高精度時間間隔測量單元相連接，處理控制單元分別與高精度時間間隔測量單元以及激光發(fā)射單元相連接，激光接收單元與回波信號處理單元相連接。本發(fā)明擁有可測量的距離比較長、測距迅速、無需目標(biāo)，隱蔽性好，安全性高等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：王歡
受保護的技術(shù)使用者：池州睿成微電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.23
技術(shù)公布日：2017.11.14