车载脉冲式激光雷达系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104297760 A (43)申请公布日 2015.01.21 CN 104297760 A (21)申请号 201410527084.4 (22)申请日 2014.10.09 G01S 17/93(2006.01) G01S 17/42(2006.01) (71)申请人 中国科学院合肥物质科学研究院 地址 230088 安徽省合肥市董铺岛 (72)发明人 梁华为 单新文 王少平 陈向成 (74)专利代理机构 合肥天明专利事务所 34115 代理人 奚华保 (54) 发明名称 车载脉冲式激光雷达系统 (57) 摘要 本发明提供一种车载脉冲式激光雷达系统， 包括激光发。

2、射电路、 三路接收电路、 三路计时电路 和处理器， 其中激光发射电路包括激光发射器及 其驱动电路、 分光镜、 发射电路光电探测器及光学 系统， 接收电路包括一个光学仪器、 三个聚光镜 片、 三个接收电路光电探测器以及由两级放大电 路、 滤波电路和时刻鉴别电路组成的信号调理电 路， 所述处理器分别于所述驱动电路和三路计时 电路电连接， 根据记录的激光飞行时间计算出车 辆前方障碍物的距离以及方位。本发明三路计时 结构的车载激光雷达系统， 在车辆前方 10 米的范 围内不仅能够准确测量目标车辆前方障碍物离目 标车辆距离， 还能检测出障碍物位于目标车辆前 方的方位。 (51)Int.Cl. 权利要求书。

3、 1 页 说明书 7 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104297760 A CN 104297760 A 1/1 页 2 1. 一种车载脉冲式激光雷达系统， 包括激光发射电路 (100)、 三路接收电路 (200)、 三 路计时电路 (300) 和处理器 (400)， 其特征在于 ： 所述激光发射电路 (100) 包括用于产生单束激光的激光发射器 (110) 及其驱动电路 (120)、 用于将单束激光分成两束的分光镜 (130)、 用于接收分光镜射出的一束激光的发射 电路光电探测器 。

4、(140) ； 所述激光雷达系统还包括用于将分光镜射出的另一束激光分成三束并呈品字形分布 投射到三个待测区域的光学系统 (500) ； 三路所述接收电路 (200) 用于接收三束激光投影区域反射的目标回光信号， 该接收电 路包括光电转换电路 (210) 和信号调理电路 (220)， 其中光电转换电路通过信号调理电路 与处理器(400)电连接 ； 所述信号调理电路(220)包括依次连接的两级放大电路、 滤波电路 (223)和时刻鉴别电路(224)， 所述两级放大电路包括第一级前置放大电路(221)和第二级 主放大电路 (222)， 所述前置放大电路用于将光电转换电路产生的微弱电流信号放大成微 弱。

5、电压信号， 所述主放大电路用于将微弱电压信号放大成满足系统要求的电压信号 ； 三路所述计时电路 (300) 包括三路计时单元模块， 三路计时单元模块能同时接收发射 电路光电探测器发送的电脉冲信号， 并将该电脉冲信号作为激光飞行时间的起始时刻 T0； 三路所述计时单元模块分别记录三个所述接收电路输送的经放大、 滤波、 时刻鉴别后的电 脉冲信号， 将该时刻对应地作为激光飞行时间的终止时刻 T1i， 并记录三束激光的飞行时间 Ti=T1i-T0； 所述处理器 (400) 与三路所述计时电路 (300) 和驱动电路 (120) 电连接， 用于计算出 障碍物的距离并根据三路接收电路产生的电信号判断出三个。

6、投影子区域是否有目标， 判断 出车辆前方待测目标的方位。 2.根据权利要求1所述的车载脉冲式激光雷达系统， 其特征在于， 所述光学系统(500) 为衍射光栅， 能将所述激光发射器 (110) 发射的一部分激光进行光学准直和分束， 使得单 束激光透过该衍射光栅后分成三束， 并且三束激光在空间上的投影区域互不重叠。 3. 根据权利要求 2 所述的车载脉冲式激光雷达系统， 其特征在于， 经过所述光学系统 (500) 光学准直和分束后的三束激光的能量分布是左路 20%、 中路 60% 和右路 20%。 4. 根据权利要求 1 所述的车载脉冲式激光雷达系统， 其特征在于， 所述时刻鉴别电路 (224) 。

7、采用高通时刻鉴别方式， 所述高通时刻鉴别方式是将放大电路输出单极性的起止信 号脉冲通过高通滤波器， 将原来的极值点转变为零点， 双极性输出信号的过零点即为定时 点。 5. 根据权利要求 1 所述的车载脉冲式激光雷达系统， 其特征在于， 所述光电转换电路 (210)包括一个光学仪器(211)、 三个聚光镜片(212)以及三个与该聚光镜片对应的接收电 路光电探测器 (213)， 所述光学仪器能够将三个投影区域的反射目标回波信号对应地由三 个接收电路光电探测器接收， 所述接收电路光电探测器与所述处理器电连接。 权 利 要 求 书 CN 104297760 A 2 1/7 页 3 车载脉冲式激光雷达系。

8、统 技术领域 0001 本发明涉及汽车主动安全领域， 具体涉及一种车载脉冲式激光雷达系统。 0002 背景技术 随着人们对汽车驾驶过程中的安全性、 舒适性的要求不断提高， 激光雷达测距系统正 逐渐地被应用于汽车主动安全领域。 激光雷达系统在汽车中一般用于测量本车周围其它目 标的距离或相对速度， 以便在本车与周围其它目标之间存在碰撞危险时， 能够及时提醒驾 驶员， 以避免发生碰撞或者减轻碰撞的程度。由于未来车载测距雷达的发展趋势是要求激 光发射器要适合车载安装的特点， 即要做到体积小， 质量轻， 适合在车辆上使用， 并且大多 数车载激光雷达系统并不需要检测车辆前方太远的距离。因此， 激光雷达逐渐。

9、地被应用于 汽车主动安全领域的同时， 人们对于激光雷达测距系统的成本、 体积以及安装的便利性也 提出了一定的要求。 0003 传统的检测方式采用多线 （或者单线） 扫描激光雷达测量汽车周围待测目标， 采用 这种检测方式虽然具备很高的空间分辨率和较远的测量距离， 但由于其成本很高， 目前还 不能够被大众市场接受。 采用单激光器产生单束激光非扫描的方式又不能实现大空间区域 的目标探测， 满足不了对汽车周围大范围区域目标探测的要求。而另一种方式是采用多激 光器非扫描式探测， 但这种探测方式还是会显著增加系统成本。 0004 发明内容 0005 本发明提供一种车载脉冲式激光雷达系统， 能够实现对车辆前。

10、方障碍物的较精确 检测。 0006 为解决上述技术问题， 本发明采用如下技术方案 ： 一种车载脉冲式激光雷达系统， 包括激光发射电路、 三路接收电路、 三路计时电路和处 理器 ； 所述激光发射电路包括用于产生单束激光的激光发射器及其驱动电路、 用于将单束激 光分成两束的分光镜、 用于接收分光镜射出的一束激光的发射电路光电探测器 ； 所述激光雷达系统还包括用于将分光镜射出的另一束激光分成三束并呈品字形分布 投射到三个待测区域的光学系统 ； 三路所述接收电路用于接收三束激光投影区域反射的目标回光信号， 该接收电路包括 光电转换电路和信号调理电路， 其中光电转换电路通过信号调理电路与处理器电连接 ；。

11、 所 述信号调理电路包括依次连接的两级放大电路、 滤波电路和时刻鉴别电路， 所述两级放大 电路包括第一级前置放大电路和第二级主放大电路， 所述前置放大电路用于将光电转换电 路产生的微弱电流信号放大成微弱电压信号， 所述主放大电路用于将微弱电压信号放大成 满足系统要求的电压信号 ； 所述光电转换电路包括一个光学仪器、 三个聚光镜片以及三个与该聚光镜片对应的接 收电路光电探测器， 所述光学仪器能够将三个投影区域的反射目标回波信号对应地由三个 说 明 书 CN 104297760 A 3 2/7 页 4 接收电路光电探测器接收， 所述接收电路光电探测器与所述处理器电连接 ； 三路所述计时电路包括三路。

12、计时单元模块， 三路计时单元模块能同时接收发射电路 光电探测器发送的电脉冲信号， 并将该电脉冲信号作为激光飞行时间的起始时刻 T0； 三 路所述计时单元模块分别记录三个所述接收电路输送的经放大、 滤波、 时刻鉴别后的电脉 冲信号， 将该时刻对应地作为激光飞行时间的终止时刻 T1i， 并记录三束激光的飞行时间 Ti=T1i-T0； 所述处理器与三路所述计时电路和驱动电路电连接， 用于计算出障碍物的距离并根据 三路接收电路产生的电信号判断出三个投影子区域是否有目标， 判断出车辆前方待测目标 的方位。 0007 进一步地， 所述光学系统为衍射光栅， 能将所述激光发射器发射的一部分激光进 行光学准直和。

13、分束， 使得单束激光透过该衍射光栅后分成三束， 并且三束激光在空间上的 投影区域互不重叠。 0008 优选地， 经过所述光学系统光学准直和分束后的三束激光的能量分布是左路 20%、 中路 60% 和右路 20%。 0009 进一步地， 所述时刻鉴别电路采用高通时刻鉴别方式， 所述高通时刻鉴别方式是 将放大电路输出单极性的起止信号脉冲通过高通滤波器， 将原来的极值点转变为零点， 双 极性输出信号的过零点即为定时点。 0010 所述脉冲式激光雷达的测距原理是用激光在飞行往返路径的时间差的准确测量 来实现距离测量的。本发明中激光发射器产生的单束激光经过分光镜分光后， 一路直接 经过光电转换送给计时芯。

14、片作为起始时刻 start， 一路射向被检测目标对象， 遇到目标后， 回波脉冲的部分能量从探测处通过漫反射， 再经过光学镜头后作用在光电转换器上， 进而 转变为电信号， 由于此信号很微弱， 再经过放大器放大， 达到适合后期处理的值后送入时 刻鉴别电路， 确定激光飞行的终止时刻 stop， 将此时刻送给计时芯片与 start 相减便是飞 行时间。假设光速为 c， 激光的飞行时间为 t， 则目标距离 s 为 ： s=c*t/2。所述滤波电路 与所述两级放大电路设计在一起， 用于滤除因失调电压等引起的干扰， 所述时刻鉴别电路 采用高通时刻鉴别方式， 用于准确鉴定三束激光的飞行终止时刻， 所述的处理器。

15、与三路计 时电路通信， 得到激光飞行时间的差值 Ti后， 经过已存储的算法计算出障碍物的距离 Si=(C* Ti)/2， i=1、 2、 3 分别表示左、 中、 右路检测到的障碍物距离， 该微处理器还能够根 据哪一个光电探测器产生的电信号判断出三个投影子区域是否有目标， 进而判断出车辆前 方待测目标的方位。 0011 本发明脉冲式车载激光雷达系统能够在车辆前方 1-10 米的距离范围内检测出前 方障碍物的距离和方位， 设计的左、 中、 右三路结构能够对车辆前方实施较大范围的探测。 0012 由以上技术方案可知， 本发明具有如下有益效果 ： 本发明采用将单半导体激光二极管产生的单束激光分光成具有。

16、一定发散角的三束激 光， 并将所述三束激光分别投射在目标车辆前方的左、 中、 右三个不同的区域， 以实现对目 标车辆前方大范围区域内目标探测的方案， 该方案的成本较多激光器非扫描式激光雷达 低。本发明三路计时结构的车载激光雷达系统， 在车辆前方 10 米的范围内不仅能够准确测 量目标车辆前方障碍物离目标车辆距离， 还能检测出障碍物位于目标车辆前方的方位。 0013 说 明 书 CN 104297760 A 4 3/7 页 5 附图说明 0014 图 1 为本发明车载脉冲式激光雷达系统的结构原理图 ； 图 2 为本发明三路激光在车辆前方的探测区域分布图 ； 图 3 为本发明中接收电路的结构组成示。

17、意图 ； 图 4 为本发明前置放大电路的电路原理图 ； 图 5 为本发明中主放大电路的电路原理图。 0015 图中 ： 100、 激光发射电路， 110、 激光发射器， 120、 驱动电路， 130、 分光镜， 140、 发射 电路光电探测器， 200、 接收电路， 210、 光电转换电路， 211、 光学仪器， 212、 聚光镜片， 213、 接 收电路光电探测器， 220、 信号调理电路， 221、 前置放大电路， 222、 主放大电路， 223、 滤波电 路， 224、 时刻鉴别电路， 300、 计时电路， 400、 处理器， 500、 光学系统。 0016 具体实施方式 0017 下面。

18、结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。 0018 如图 1 所示， 本发明车载脉冲式激光雷达系统包括激光发射电路 100、 三路接收电 路 200、 三路计时电路 300、 处理器 400 和光学系统 500。 0019 所述处理器连接激光发射电路， 并与三路计时电路连接， 激光发射电路发射的激 光部分输送至三路计时电路， 部分经过光学系统投射到障碍物后经发射由三路接收电路接 收， 三路接收电路与三路计时电路电连接。 0020 所述激光发射电路 100 包括用于产生单束激光的激光发射器 110 及其驱动电路 120、 用于将单束激光分成两束的分光镜 130、 用于接收分光镜射出的一束。

19、激光的发射电路 光电探测器 140， 其中激光发射器优选为一种半导体激光二极管， 该半导体激光二极管采用 OSRAM公司的型号为SPL-LL90-3激光管， 所述SPL-LL90-3激光管发射的光波长不仅符合人 眼相对安全的范围， 而且还是一款集成化封装管， 满足系统设计小型化的需求。 所述驱动电 路 120 驱动半导体激光二极管发射激光， 经分光镜分束后， 一部分激光被发射电路光电探 测器探测并转换成电信号发送给三路计时电路作为起始时刻 T0， 另一部分激光射入光学系 统中， 驱动电路能够提供给半导体激光二极管足够的发射功率及稳定性。 0021 所述光学系统 500 优选为衍射光栅， 能将射。

20、入的另一部分激光进行光学准直和分 束， 使得单束激光透过该衍射光栅后分成三束， 并且三束激光在空间上的投影区域互不重 叠。如图 2 所示， 经过所述光学系统光学准直和分束后的三束激光投射到车辆前方的左、 中、 右三个不重叠区域， 其能量分布是左路 20%、 中路 60% 和右路 20%。 0022 如图 3 所示， 三路所述接收电路 200 用于接收三束激光经障碍物反射后的目标回 光信号， 该接收电路包括光电转换电路 210 和信号调理电路 220， 该光电转换电路通过信号 调理电路与处理器 400 电连接。 0023 所述光电转换电路210包括一个光学仪器211、 三个聚光镜片212以及三个。

21、与该聚 光镜片对应的接收电路光电探测器 213， 所述光学仪器能够将三个投影区域的反射目标回 波信号对应地由三个接收电路光电探测器接收， 所述接收电路光电探测器为 PIN 管光电二 极管， 分别记为第一接收电路光电探测器、 第二接收电路光电探测器和第三接收电路光电 说 明 书 CN 104297760 A 5 4/7 页 6 探测器。 0024 所述信号调理电路 220 包括依次连接的第一级前置放大电路 221、 第二级主放大 电路 222、 滤波电路 223 和时刻鉴别电路 224， 所述前置放大电路用于将光电转换电路产生 的微弱电流信号放大成微弱电压信号， 所述主放大电路用于将微弱电压信号。

22、放大成满足系 统要求的电压信号， 所述滤波电路与所述两极放大电路设计在一起， 用于滤除因失调电压 等引起的干扰， 所述时刻鉴别电路采用高通时刻鉴别方式， 用于准确鉴定三束激光的飞行 终止时刻。所述信号调理电路也都设计为三路结构， 分别与三个接收电路光电探测器电连 接。优选地， 所述前置放大电路选择集成芯片 OPA657 来搭置， 所述主放大电路由两个相同 的集成芯片 AD8009 来组成级联结构。经障碍物反射回的光脉冲经过上述电路转换成可测 的电压信号后输送给每一路接收电路所对应的计时电路。 0025 三路所述计时电路 300 主要由三路计时单元模块组成， 分别记为第一计时单元模 块、 第二计。

23、时单元模块和第三计时单元模块， 该计时单元模块是由 TDC-GP21 及其基本的外 围电路组成， TDC-GP21 是双通道时间数字转换器， 能够同时采集两个方向上接收到的信号， GP21 设置阀值作为计时的开始标志。三路相同的计时单元模块同时接收发射电路光电探 测器发送的电脉冲信号， 并将该电脉冲参考信号作为记录激光飞行时间的起始时刻 T0。第 一计时单元模块、 第二计时单元模块和第三计时单元模块分别记录第一接收电路光电探测 器、 第二接收电路光电探测器和第三接收电路光电探测器经放大、 滤波、 时刻鉴别后的电脉 冲信号， 并将该时刻对应地作为第一激光的飞行终止时刻 T1、 第二激光的飞行终止。

24、时刻 T2、 第三激光的飞行终止时刻 T3； 接着分别记录第一激光、 第二激光以及第三激光的飞行时间 分别为 ： T1=T1-T0， T2=T2-T0， T3=T3-T0。 0026 三路回波信号经转换、 放大滤波后送至三路计时电路作为测量激光飞行时间的终 止时刻 Ti， 三路计时电路将记录的激光的飞行时间送至处理器 400， 处理器利用已存储的程 序计算出车辆前方障碍物的距离， 并根据测量的是哪路激光的回波信号进而判断出障碍物 的方位。处理器与外界进行 CAN 通信， 和其他的外部控制装置共同完成一些复杂的操作。 0027 本发明中多采用小型的集成化的封装产品 （例如半导体激光二极管采用 S。

25、PL-LL90-3 集成式封装管、 选用贴片式的封装光电管等等） ， 能够最大程度的缩小系统的体 积， 使得该产品能够尽可能满足车载激光雷达小型化的需求。 0028 参见图 4 可知， 所述前置放大电路 221 包括 ： PIN 管光电二极管 D1、 电阻 R1、 电阻 R2、 电阻 R3、 电容 C1、 电容 C2、 电容 C3、 电容 C4、 跨阻放大器 U1、 电源 VCC、 电源 VDD， 该前置 放大电路设置的 3 个节点 （图中节点 A、 节点 B 和节点 C） 和跨阻放大器 U1 的 5 个端口 （端口 4、 端口 6、 端口 7、 端口 5 和端口 8） 的标号如图 4 所示。。

26、 0029 其中， 跨阻放大器 U1 的端口 5 和端口 8 分别接电源 VCC 和电源 VDD， 节点 A 接电源 VEE， 节点 A 通过导线与电阻 R1 的一端相连， 电阻 R1 的另一端通过导线与节点 B 连接， 同时 节点 A 通过导线与电容 C2 的一端连接， 电容 C2 的另一端通过导线接地， 节点 B 通过导线与 PIN 管光电二极管 D1 的阳极相连， 同时节点 B 通过导线与电容 C3 的一端相连， 电容 C3 的 另一端通过导线接地， PIN 管光电二极管的阴极通过导线与节点 C 连接， 节点 C 通过导线与 电阻 R3 的一端相连， 电阻 R3 的另一端通过导线接地， 。

27、同时节点 C 通过导线与电容 C4 的一 端相连， 电容 C4 的另一端通过导线与跨阻放大器 U1 的 “-” 端连接， 同时跨阻放大器 U1 的 “-” 端通过导线与电阻 R2、 电容 C1 的一端分别相连， 电阻 R2、 电容 C1 的另一端通过导线与 说 明 书 CN 104297760 A 6 5/7 页 7 跨阻放大器 U1 的输出端相连， 跨阻放大器 U1 的输出端通过导线与节点 X1 连接， 跨阻放大 器 U1 的 “+” 端通过导线接地 。 0030 当激光回波脉冲信号照射到 PIN 管光电二极管 D1 时， 在回波脉冲信号的上升沿， PIN 管 D1 逐渐导通， PIN 管 。

28、D1 的阻抗会随着脉冲功率的变化而变化， 在回波脉冲信号的下 降沿， PIN 管 D1 逐渐截止。当 PIN 管 D1 导通时， 电源 VDD 通过 PIN 管 D1 给电容 C4 充电， 当 PIN 管 D1 管截止时， 电容 C4 通过电阻 R3 放电， 随着充放电的进行， 完成了对回波脉冲信 号的捕捉， 跨阻放大器U1的反相输入端产生微弱额电流信号， 通过跨阻放大器U1将这种电 流信号转换成微弱的电压信号。 0031 电容C4的作用能够解决饱和问题 ： 电容C4在充放电过程中才有电流流过， 充电过 程结束后， 电容 C4 具有 “通交流， 隔直流” 的特性， 背景光噪声信号通过 PIN 。

29、管 D1 转换成的 直流信号会被电容 C4 阻隔， 而回波脉冲信号会被送入跨阻放大器 U1。 0032 电阻 R2 为跨阻放大器的反馈电阻， 电容 C1 是与反馈电阻 R2 并接的反馈电容， 可 以消除振荡和抑制高频段的噪声增益， 由电路原理图可知 PIN 管输出的电流经跨阻放大后 电压为负值。 0033 上述所述前置放大电路中所述电阻 R1、 R2、 R3 的阻值分别为 0.97K、 9.7 K、 0.97 K， 所述电容 C1、 C2、 C3 分别为 0.2pF、 310nF、 310nF， 上述参数能够确保系统稳定可 靠的运行。 0034 由于反射回来的光信号经前置放大电路放大后， 所得。

30、到的电压信号幅度仍不足以 满足后续电路需求， 需要进一步对前级输出电压脉冲信号继续进行放大。 0035 参见图5可知， 主放大电路222采用两级AD8009级联结构， 主放大电路包括 ： 两个 相同的 AD8009 运算放大器 U2 和 U3、 电容 C11、 电容 C21、 电阻 R11、 电阻 R12、 电阻 R13、 电阻 R21、 电阻 R22、 电阻 R23、 电阻 R5、 电源 VCC 以及电源 VDD。 0036 其中， 运放U2的端口4和端口7分别通过导线接工作正电源和工作负电源VCC， 运 放U3的端口4和端口7分别通过导线接工作正电源和工作负电源VDD， 节点X1通过导线与。

31、 电容 C11 的一端相连， 电容 C11 的另一端通过导线与节点 P 相连， 节点 P 通过导线与放大器 U2 的 “+” 端相连， 同时节点 P 通过导线与电阻 R11 的一端相连， 电阻 R11 的另一端通过导 线接地， 放大器 U2 的 “-” 端通过导线同时与电阻 R12、 R13 的一端相连， 电阻 R12 的另一端 通过导线接地， 电阻 R13 的另一端通过导线与放大器 U2 的输出端相连， 放大器 U2 的输出端 通过导线与 TP3 连接， 同时放大器 U2 的输出端通过导线与电阻 R4 的一端相连， 电阻 R4 的 另一端通过导线与电容 C21 的一端相连， 电容 C21 的。

32、另一端通过导线与节点 B 相连， 节点 Q 通过导线与电阻 R21 的一端相连， 电阻 R21 的另一端通过导线接地， 同时节点 Q 通过导线与 放大器 U3 的 “+” 端相连， 放大器 U3 的 “-” 端通过导线分别与电阻 R22、 电阻 R23 的一端相 连， 电阻 R22 的另一端通过导线接地， 电阻 R23 的另一端通过导线与放大器 U3 的输出端相 连， 同时放大器 U3 的输出端通过导线与节点 TP5 连接。 0037 当经过跨阻放大器 U1 的微弱电压信号输送至一级运算放大器 U2 的正相输入端 时， 运算放大器U2对微弱的电压信号进行一级放大并输出， 运放U2放大后的电压信。

33、号经串 接在两级放大电路 U2、 U3 之间的电阻 R4 和电容 C21 送至运放 U3 的正相输入端， 此时， 运放 U3 对经一级放大后的电压信号进行二级放大， 完成主放大电路对信号的两级放大功能。 0038 电容 C11 用来进行滤除前置放大电路中跨阻放大器 U1 失调电压等引入的直流偏 说 明 书 CN 104297760 A 7 6/7 页 8 置。 0039 AD8009 级间连接采用高通连接， C4 用来滤除放大器失调电压等引入的直流偏置 ； 电阻 R4 是阻值为 10 欧姆左右的小电阻， 为了防止自激。 0040 U2的一级放大电路中， 电阻R12和电阻R13起到调节放大倍数的。

34、作用， 具体的放大 倍数为 ：（R12+R13） R12。电阻 R11 为偏置电阻， 接地。 0041 U3的二级放大电路中， 电阻R22和电阻R23起到调节放大倍数的作用， 具体的放大 倍数为 ：（R22+R23） R22。电阻 R21 为偏置电阻， 接地。 0042 为使得 AD8009 输出的电压脉冲转换成正脉冲， 所以将跨阻放大器 OPA657 的输出 端和 AD8009 的正相端相连。 0043 上述所述主放大电路中所述电阻 R11、 R12、 R13、 R21、 R22、 R23、 R4 的阻值分别为 50、 22.1、 200、 50、 110、 1K、 10， 所述电容 C11。

35、、 C21 的电容值分别为 4.7nF、 4.7nF， 上述参数能够确保系统稳定可靠的运行。 0044 车载激光雷达系统的具体实施过程如下 ： 系统启动， 处理器发送脉冲给半导体激光二极管的驱动电路， 半导体激光二极管发射 出激光束， 经分光镜分成两部分， 其中大部分光束将通过光学系统， 另一部分由发射电路光 电检测器接收 ； 所述发射电路光电探测器探测到激光时， 将产生一个电压脉冲， 并将该电压脉冲发射 给三路计时电路， 三路计时电路开始计时， 并将该时刻记为 T0； 经过分光镜后的大部分激光将通过光学系统进行光学准直和分束， 单束激光经过光学 系统后被分成三束激光 （分别称为第一激光、 第。

36、二激光和第三激光） ， 这三束激光在空间上 互不重叠地投射到车辆前方的三个待测区域， 其中第一激光投射到车辆的左前区域， 第二 激光投射到车辆的正前区域， 第三激光投射到车辆的右前区域 ； 所述光学系统发射的三束激光照射到待测目标反射后对应的由接收电路中的第一接 收电路光电探测器、 第二接收电路光电探测器以及第三接收电路光电探测器接收， 所述第 一接收电路光探测器、 第二接收电路光电探测器和第三接收电路光电探测器将接收的光脉 冲信号经过跨阻放大电路转换成微弱电流信号， 微弱电流信号经过前置放大电路转换成微 弱电压信号， 微弱电压信号再经两个 AD8009 级联的主放大电路进行电压放大、 滤波，。

37、 变成 符合系统要求的电压信号， 经两级放大、 滤波后的电压信号送往时刻鉴别电路进行时刻鉴 别， 将进行时刻鉴别后的电脉冲信号分别对应的发送至三路计时电路的三个计时模块。 0045 所述三路计时电路中的第一计时模块用于接收第一接收电路光电转换管发送的 电脉冲信号， 并将接收该电脉冲信号的时刻记为 T1， T1也即是第一激光飞行终止时刻 ； 所述 第二计时模块用于接收第二接收电路光电转换管发送的电脉冲信号， 并将接收该电脉冲信 号的时刻记为 T2， T2也即是第二激光飞行的终止时刻 ； 所述第三计时模块用于接收第三接 收电路光电转换管发送的电脉冲信号， 并将接收该电脉冲信号的时刻记为 T3， T。

38、3也即是第 三激光飞行的终止时刻 ； 所述三路计时电路将记录的时间信号 T0、 T1、 T2、 T3送至所述微处理 器中 ； 第一激光脉冲的飞行时间可以表示为 T1=T1-T0， 第二激光脉冲的飞行时间可以表示 为T2=T2-T0， 第三激光的脉冲时间可以表示为T3=T3-T0； 处理器计算待测目标的距离Si= （Ti-T0） *C/2， i=1,2,3 分别对应地表示根据第一激光、 第二激光、 第三激光测得车辆前方障 说 明 书 CN 104297760 A 8 7/7 页 9 碍物的距离 ； 所述处理器与三个光电转换电路中的三个PIN光电转换管 （接收电路光电探测器） 分别 连接， 用于接。

39、收所述三个 PIN 管光电转换管输出的电信号并对其进行分析以得到三束激光 的投影区域内的目标的方位 ； 处理器根据接收到的是哪一路 PIN 管光电转换管输出的电信号不仅能够计算出障碍 物的距离， 还能据此判断出该信号是由哪一束激光经障碍物反射回来的， 进而可以确定障 碍物位于车辆前方的方位。 0046 以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述， 并非对本发明的范 围进行限定， 在不脱离本发明设计精神的前提下， 本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进， 均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。 说 明 书 CN 104297760 A 9 1/2 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104297760 A 10 2/2 页 11 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 104297760 A 11 。