本實用新型專利技術提供了一種激光測距數據采集裝置，可應用于激光測距技術領域。該裝置包括：信號采集處理模塊和人機交互模塊。其中，信號采集處理模塊包括放大器、高速比較器、FPGA SOC芯片、ADC芯片、SD卡、晶振芯片、電平轉換接口和以太網數據傳輸接口。FPGA SOC芯片包括可編程邏輯單元和處理單元，可編程邏輯單元包括時間窗口模塊、時間間隔測量模塊、多脈沖累加算法處理模塊、數據處理模塊，數據傳輸模塊。本實用新型專利技術提供的激光測距數據采集裝置，能夠在兩種不同模式下對探測目標進行實時動態測距，且實時傳回距離值，具有電路簡單、成本低、實時性高、遠距離探測、噪聲干擾小的優勢，有效提高了測距準確性和目標監測的可靠性。了測距準確性和目標監測的可靠性。了測距準確性和目標監測的可靠性。
【技術實現步驟摘要】
激光測距數據采集裝置
[0001]本技術涉及測距
，尤其涉及一種激光測距數據采集裝置。
技術介紹
[0002]激光測距技術通常是利用系統發出的激光脈沖信號照射到目標物上，在目標物上發生反射得到激光回波信號，然后激光回波信號被系統接收，通過計算激光在大氣中的飛行時間，來計算被測距離。近年來，隨著信息技術的高速發展，激光測距的應用范圍也越來越廣，在電力、水利、軍事、建筑、激光雷達等領域都可以被用到。
[0003]激光測距裝置是一般由光機單元、光電接收單元、時間間隔測量系統、數據控制及采集處理系統組成，現有激光測距數據采集裝置基本通過采用硬件電路方式來實時濾除噪聲，電路非常復雜，并且測距目標物指向簡單，無法智能化判斷預期目標或者主動濾除非預期目標物，在信噪比較差的情況下容易產生測距錯誤等問題。激光測距數據采集裝置中時間間隔測量包括模擬法和數字插入法，模擬法多采用ADC芯片(ADC模式)，通過測量模擬信號充放電后轉換為的電壓值而獲得所需信息，測量精度高但測量范圍存在限制，數字插入法多采用TDC芯片(TDC模式)，通過同步時鐘脈沖對時間間隔進行計時，數字插入法雖然不存在測量范圍限制，但在信號較弱的情況下，可能會受噪聲影響而無法得出準確結果，因此，需要提供一種可結合ADC模式和TDC模式的激光測距數據采集裝置，以實現無論信號強弱，都能對距離進行精準測量的目的。
技術實現思路
[0004]鑒于上述問題，本技術提供了一種激光測距數據采集裝置，以解決現有技術中電路復雜，測距目標物指向簡單，無法智能化判斷預期目標或者主動濾除非預期目標物，信噪比較差時易產生測量錯誤的問題。
[0005]本技術提供了一種激光測距數據采集裝置，包括：
[0006]信號采集處理模塊和人機交互模塊，信號采集處理模塊與人機交互模塊連接；
[0007]信號采集處理模塊包括放大器、高速比較器、FPGA SOC芯片、ADC芯片、SD卡、晶振芯片、電平轉換接口和以太網數據傳輸接口。
[0008]根據本技術的實施例，放大器與高速比較器、ADC芯片分別連接，ADC芯片與電平轉換接口連接，放大器與高速比較器連接，高速比較器、SD卡、晶振芯片、電平轉換接口均與FPGA SOC芯片連接，FPGA SOC芯片通過以太網數據傳輸接口與人機交互模塊連接，信號采集處理模塊設置于PCB基板上。
[0009]根據本技術的實施例，FPGA SOC芯片包括可編程邏輯單元和處理單元，可編程邏輯單元包括時間窗口模塊、時間間隔測量模塊、多脈沖累加算法處理模塊、數據處理模塊，數據傳輸模塊；
[0010]時間間隔測量模塊、數據處理模塊和數據傳輸模塊依次連接，時間窗口模塊與時間間隔測量模塊、多脈沖累加算法處理模塊和數據處理模塊分別連接。
[0011]根據本技術的實施例，處理單元包括SD卡啟動模塊和以太網控制模塊，SD卡啟動模塊與所述SD卡連接，以太網控制模塊與以太網數據傳輸接口連接。
[0012]根據本技術的實施例，時間間隔測量模塊包括計數器、進位延時鏈，計數器和進位延時鏈分別與數據處理模塊連接。
[0013]根據本技術的實施例，PCB基板包括1個電源層、2個地層和3個信號層，PCB基板上的信號線采用等間隔設計，PCB基板的走線為蛇形走線。
[0014]根據本技術的實施例，PCB基板還包括有N個阻抗匹配電阻，N為大于1的整數。
[0015]根據本技術的實施例，激光測距數據采集裝置還包括智能相機，智能相機與人機交互模塊連接。
[0016]本技術提供的激光測距數據采集裝置，能夠在ADC和TDC兩種模式下對探測目標進行實時動態測距，且實時傳回目標圖像，具有電路簡單、成本低、實時性高、遠距離探測、噪聲干擾小的優勢，有效提高了目標監測的可靠性和當激光回波信號較弱時的測距準確性。
附圖說明
[0017]通過以下參照附圖對本技術實施例的描述，本技術的上述內容以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：
[0018]圖1示意性示出了根據本技術實施例的激光測距數據采集裝置的結構示意圖；
[0019]圖2示意性示出了根據本技術實施例的FPGA SOC芯片結構示意圖；
[0020]圖3示意性示出了根據本技術實施例的時間間隔測量原理示意圖；
[0021]圖4示意性示出了根據本技術實施例的放大器的電路示意圖；
[0022]圖5示意性示出了根據本技術實施例的高速比較器的電路示意圖；
[0023]圖6示意性示出了根據本技術實施例的FPGA SOC芯片的電路管腳示意圖；
[0024]圖7示意性示出了根據本技術實施例的FPGA SOC芯片與SD卡的電路連接示意圖；以及
[0025]圖8示意性示出了根據本技術實施例的FPGA SOC芯片與以太網數據傳輸接口的電路連接示意圖。
具體實施方式
[0026]以下，將參照附圖來描述本技術的實施例。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本技術的范圍。在下面的詳細描述中，為便于解釋，闡述了許多具體的細節以提供對本技術實施例的全面理解。然而，明顯地，一個或多個實施例在沒有這些具體細節的情況下也可以被實施。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本技術的概念。
[0027]在此使用的術語僅僅是為了描述具體實施例，而并非意在限制本技術。在此使用的術語“包括”、“包含”等表明了所述特征、步驟、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、步驟、操作或部件。
[0028]在此使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有本領域技術人員通常所理解的
含義，除非另外定義。應注意，這里使用的術語應解釋為具有與本說明書的上下文相一致的含義，而不應以理想化或過于刻板的方式來解釋。
[0029]在使用類似于“A、B和C等中至少一個”這樣的表述的情況下，一般來說應該按照本領域技術人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，“具有A、B和C中至少一個的系統”應包括但不限于單獨具有A、單獨具有B、單獨具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統等)。
[0030]圖1示意性示出了根據本技術實施例的激光測距數據采集裝置的結構示意圖。如圖1所示，在本實施例中，本技術提供的激光測距數據采集裝置包括：信號采集處理模塊和人機交互模塊，信號采集處理模塊與人機交互模塊連接。其中，信號采集處理模塊包括：放大器、高速比較器、FPGA SOC芯片、ADC芯片、SD卡、晶振芯片、電平轉換接口和以太網數據傳輸接口。
[0031]如圖1所示，在本實施例中，ADC芯片與電平轉換接口連接，放大器與高速比較器、ADC芯片分別連接，高速比較器、SD卡、晶振芯片、電平轉換接口均與FPGA SOC芯片連接，FPGA SOC芯片通過以太網數據傳輸接口與本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種激光測距數據采集裝置，其特征在于，包括：信號采集處理模塊和人機交互模塊，所述信號采集處理模塊與所述人機交互模塊連接；所述信號采集處理模塊包括放大器、高速比較器、FPGA SOC芯片、ADC芯片、SD卡、晶振芯片、電平轉換接口和以太網數據傳輸接口。2.根據權利要求1所述的激光測距數據采集裝置，其特征在于，所述放大器與所述高速比較器、ADC芯片分別連接，所述ADC芯片與所述電平轉換接口連接，所述高速比較器、SD卡、晶振芯片、電平轉換接口均與所述FPGA SOC芯片連接，所述FPGA SOC芯片通過所述以太網數據傳輸接口與所述人機交互模塊連接，所述信號采集處理模塊設置于PCB基板上。3.根據權利要求1或2所述的激光測距數據采集裝置，其特征在于，FPGA SOC芯片包括可編程邏輯單元和處理單元，所述可編程邏輯單元包括時間窗口模塊、時間間隔測量模塊、多脈沖累加算法處理模塊、數據處理模塊，數據傳輸模塊；所述時間間隔測量模塊、數據處理模塊和數據傳輸模塊依次連接，所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉汝卿，朱精果，李鋒，蔣衍，姜成昊，孟柘，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：新型
國別省市：
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