專利名稱：基于面陣apd 陣列的激光主動(dòng)探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光主動(dòng)探測(cè)方法，特別是一種基于面陣APD陣列的激光主動(dòng)探測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
目前激光主動(dòng)成像探測(cè)技術(shù)主要包括掃描型和無(wú)掃描型兩類，掃描型激光主動(dòng)探測(cè)技術(shù)由于需要掃描機(jī)構(gòu)通常體積大，功耗大，成本高，成像速率低，而無(wú)掃描型激光主動(dòng)探測(cè)技術(shù)則體積小，成像速度快。所以無(wú)掃描激光主動(dòng)成像技術(shù)是激光主動(dòng)成像技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。目前已有的激光探測(cè)裝置通常是掃描式的，即激光經(jīng)掃描裝置掃描后照射到探測(cè)目標(biāo)上，使用一個(gè)APD探測(cè)單元測(cè)量激光回波信號(hào)。面陣APD探測(cè)器是由多個(gè)APD探測(cè)單元按照NxN排列的探測(cè)器，使用這種探測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)無(wú)掃描激光探測(cè)，與基于線陣APD探測(cè)器相比，這種探測(cè)器探測(cè)的視場(chǎng)更大，效率更高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述掃描型激光主動(dòng)成像技術(shù)的問題，本發(fā)明提出一種基于面陣APD的激光主動(dòng)成像探測(cè)裝置。該裝置的技術(shù)方案如下CPU控制脈沖激光器發(fā)出的激光照射到分光鏡之后，一部分透射到光學(xué)透鏡組，另一部分反射到信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊；信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊與時(shí)間間隔測(cè)量模塊通過(guò)電路連接；光學(xué)透鏡組將激光投射到被測(cè)目標(biāo)上，經(jīng)過(guò)反射后射到接收透鏡；被接收透鏡接收到的激光照射到APD面陣探測(cè)器上；APD面陣探測(cè)器與信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊通過(guò)電路連接；信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊將放大后的信號(hào)輸入時(shí)間間隔測(cè)量模塊；時(shí)間間隔測(cè)量模塊通過(guò)SPI 口與信號(hào)處理計(jì)算機(jī)相連接，將目標(biāo)的距離信息輸入給信號(hào)處理計(jì)算機(jī)，信號(hào)處理計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)信號(hào)處理的到目標(biāo)的距離值。該裝置所包含的APD陣列探測(cè)器是面陣探測(cè)器，通常應(yīng)大于等于5x5。面陣APD探測(cè)器需要由高壓電源供電，供電電壓應(yīng)大于50V。面陣APD需要由觸發(fā)脈沖控制，只有在輸入觸發(fā)脈沖之后面陣APD才能輸出脈沖信號(hào)。本發(fā)明APD整列探測(cè)器由25個(gè)APD探測(cè)單元按照5x5排列，當(dāng)反射激光照到APD 探測(cè)單元上時(shí)，APD探測(cè)單元會(huì)輸出暗電流，信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，輸出給時(shí)間間隔測(cè)量模塊中，信號(hào)處理器在將時(shí)間間隔信息轉(zhuǎn)化為一組目標(biāo)距離信息。


圖1是基于面陣APD陣列的激光主動(dòng)探測(cè)裝置示意圖
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明裝置采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括1.脈沖激光器，2.光學(xué)透鏡組，3.接收透鏡，4.面陣APD整列，5.信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊，6.時(shí)間間隔測(cè)量模塊， 7. CPU, 8.分光鏡，9.信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊。CPU控制脈沖激光器1發(fā)射高頻率脈沖激光經(jīng)光學(xué)透鏡組2輸出為一組平行光，該平行光照射目標(biāo)反射光經(jīng)接收透鏡3聚焦后照射到面陣APD整列4上，面陣APD整列4輸出的電流信號(hào)經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊5轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)并放大，輸入給時(shí)間間隔測(cè)量模塊 6，時(shí)間間隔測(cè)量模塊6輸出目標(biāo)的距離信息給CPU，CPU負(fù)責(zé)信號(hào)處理的到目標(biāo)的距離值。
權(quán)利要求
1.基于面陣APD陣列的激光主動(dòng)探測(cè)裝置，其特征在于，CPU控制脈沖激光器發(fā)出的激光照射到分光鏡之后，一部分透射到光學(xué)透鏡組，另一部分反射到信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊；信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊與時(shí)間間隔測(cè)量模塊通過(guò)電路連接； 光學(xué)透鏡組將激光投射到被測(cè)目標(biāo)上，經(jīng)過(guò)反射后射到接收透鏡；被接收透鏡接收到的激光照射到APD面陣探測(cè)器上；APD面陣探測(cè)器與信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊通過(guò)電路連接；信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊將放大后的信號(hào)輸入時(shí)間間隔測(cè)量模塊；時(shí)間間隔測(cè)量模塊通過(guò)SPI 口與信號(hào)處理計(jì)算機(jī)相連接，將目標(biāo)的距離信息輸入給信號(hào)處理計(jì)算機(jī)，信號(hào)處理計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)信號(hào)處理的到目標(biāo)的距離值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面陣APD陣列的激光主動(dòng)探測(cè)裝置，其特征在于所述 APD探測(cè)器是面陣探測(cè)器面陣數(shù)要大于5X5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面陣APD陣列的激光主動(dòng)探測(cè)裝置，其特征在于面陣 APD探測(cè)器供電電壓要大于50V。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于面陣APD陣列的激光主動(dòng)探測(cè)裝置，CPU控制脈沖激光器發(fā)出的激光照射到分光鏡之后，一部分透射到光學(xué)透鏡組，另一部分反射到信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊；信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊與時(shí)間間隔測(cè)量模塊通過(guò)電路連接；光學(xué)透鏡組將激光投射到被測(cè)目標(biāo)上，經(jīng)過(guò)反射后射到接收透鏡；被接收透鏡接收到的激光照射到APD面陣探測(cè)器上；APD面陣探測(cè)器與信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊通過(guò)電路連接；信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大模塊將放大后的信號(hào)輸入時(shí)間間隔測(cè)量模塊；時(shí)間間隔測(cè)量模塊通過(guò)SPI口與信號(hào)處理計(jì)算機(jī)相連接，將目標(biāo)的距離信息輸入給信號(hào)處理計(jì)算機(jī)，信號(hào)處理計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)信號(hào)處理的到目標(biāo)的距離值。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)無(wú)掃描激光探測(cè)，視場(chǎng)更大，效率更高。
文檔編號(hào)G01S17/08GK102520413SQ201110368918
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者孫劍, 尤政, 李躍明, 陳剛 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)