車載激光測距裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種車載激光測距裝置，包括微控制單元MCU、激光發(fā)射電路、以及接收端電路；其中，激光發(fā)射電路用于根據(jù)MCU的控制來發(fā)射激光，接收端電路用于根據(jù)被障礙物反射的激光以產(chǎn)生回波信號，車載激光測距裝置還包括內(nèi)光路檢測電路，其用于提供內(nèi)光路激勵信號作為觸發(fā)信號計數(shù)的起始信號，其中，內(nèi)光路激勵信號為所述激光發(fā)射電路所發(fā)射的激光被部分反射所產(chǎn)生的信號，且所述激光通過所述激光發(fā)射電路內(nèi)部進(jìn)行反射；所述MCU還用于根據(jù)所述起始信號和所述回波信號獲得所述障礙物與車輛之間的距離。通過上述車載激光測距裝置，使得內(nèi)光路檢測電路的光學(xué)部件簡單化，系統(tǒng)應(yīng)用更靈活，從而提高了激光測距的準(zhǔn)確度和該車載激光測距裝置的易安裝度。
【專利說明】車載激光測距裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車測距系統(tǒng)，特別涉及一種車載激光測距裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在車載激光測距中，利用車輛上設(shè)置的激光光源發(fā)射激光，并通過障礙物將激光反射回來所需要的時間來獲取障礙物和車輛之間的距離。通常，利用時間計數(shù)芯片獲取激光發(fā)射的起始時間和激光被反射回來的反射時間，起始時間和反射時間之間的時間差即反應(yīng)了障礙物將激光反射回來所需要的時間。其中，激光發(fā)射的起始時間通過內(nèi)光路的光信號作為觸發(fā)信號計數(shù)獲得的，反射時間是通過障礙物反射的光線獲得的。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)光路的分光鏡是借助于前擋風(fēng)玻璃實現(xiàn)的，前擋風(fēng)玻璃能夠?qū)⒓す獍l(fā)射的部分信號反射回來。具體過程是:驅(qū)動電壓加載到激光光源上之后激光光源發(fā)光，第一個障礙物為前擋風(fēng)玻璃，激光入射到前擋風(fēng)玻璃上時產(chǎn)生部分反射光線，激光感光光電二極管接收到部分反射光線后送入時間計數(shù)芯片的Stopl引腳上。而穿過前擋風(fēng)玻璃并照射到障礙物上被障礙物反射的光線被另外的激光感光光電二極管接收后，送入時間計數(shù)芯片的stop2引腳，作為終點(diǎn)，這樣通過對Stop2減去Stopl的時間差值進(jìn)行計算即可得到擋風(fēng)玻璃到障礙物的距離。采用這種方式可以不用考慮激光發(fā)射電路以及激光器的延遲，因而可以提高距離的測量精度。
[0004]然而，前擋風(fēng)玻璃的厚度、玻璃的反射率及激光測距儀的安裝將對作為內(nèi)光路檢測電路使用的反射信號產(chǎn)生很大影響，加大了裝配的難度。同時車輛的運(yùn)動也會影響內(nèi)光路的效果，從而導(dǎo)致激光測距精度的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決以上問題中的部分或全部，本發(fā)明提供一種車載激光測距裝置，從而提高激光測距的準(zhǔn)確度和易安裝度。
[0006]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種車載激光測距裝置，所述車載激光測距裝置包括微控制單元MCU、激光發(fā)射電路、以及接收端電路；其中，所述MCU用于提供第一PWM控制信號，所述激光發(fā)射電路用于根據(jù)所述第一 PWM控制信號來發(fā)射激光，所述接收端電路用于根據(jù)被障礙物反射的激光以產(chǎn)生回波信號，
[0007]所述車載激光測距裝置還包括內(nèi)光路檢測電路，其用于提供內(nèi)光路激勵信號作為觸發(fā)信號計數(shù)的起始信號，其中，所述內(nèi)光路激勵信號為所述激光發(fā)射電路所發(fā)射的激光被部分反射所產(chǎn)生的信號，且所述激光通過所述激光發(fā)射電路內(nèi)部進(jìn)行反射；
[0008]所述MCU還用于根據(jù)所述起始信號和所述回波信號獲得所述障礙物與車輛之間的距離。
[0009]優(yōu)選地，所述激光發(fā)射電路包括散射棱鏡,所述激光發(fā)射電路發(fā)射的激光被所述散射棱鏡部分反射，以使得所述內(nèi)光路檢測電路根據(jù)部分反射的反射信號生成所述內(nèi)光路
激勵信號。[0010]優(yōu)選地，所述內(nèi)光路檢測電路包括接收子電路和第一故障檢測子電路，
[0011]所述接收子電路包括PIN管感光元件P1、電阻R9、電阻R12、電阻RlO以及電阻RlI，所述第一故障檢測子電路包括三極管Q2、電阻R13、以及電容C4 ;其中，
[0012]所述PIN管感光元件Pl用于接收所述散射棱鏡部分反射的反射信號，PIN管感光元件Pl的負(fù)極連接至5V電壓、正極通過串聯(lián)的電阻R9和R12接地，所述正極還通過串聯(lián)的電阻RlO與Rll接地，
[0013]三極管Q2的集電極接至5V電壓，三極管Q2的發(fā)射極通過并聯(lián)的電阻R13和電容C4接地，三極管Q2的基極通過電阻R9連接至所述PIN管感光元件Pl的正極，三極管Q2的發(fā)射極連接至所述MCU以向所述MCU輸出所述內(nèi)光路檢測電路根據(jù)所述反射信號所得到的所述內(nèi)光路激勵信號。
[0014]優(yōu)選地，所述內(nèi)光路檢測電路還包括第二故障檢測子電路，所述第二故障檢測子電路包括三極管Ql、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、激光二極管Dl、激光二極管D2、以及三極管Q3 ;其中，
[0015]三極管Q3的基極通過電阻RlO連接至所述PIN管感光元件Pl的正極，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極分別與激光二極管Dl和D2的負(fù)極相連接，電阻R3與激光二極管Dl的正極相連接，電阻R4與激光二極管D2的正極相連接；
[0016]三極管Ql的發(fā)射極連接至5V電壓，三極管Ql的基極連接至電阻Rl，三極管Ql的基極通過阻R2連接至電阻R3，三極管Ql的集電極連接至電阻R4。
[0017]優(yōu)選地，所述激光發(fā)射電路包括窄脈沖發(fā)生子電路、驅(qū)動放大子電路、以及激光發(fā)射子電路；其中，所述窄脈沖發(fā)生子電路連接至所述驅(qū)動放大子電路，所述驅(qū)動放大子電路連接至所述激光發(fā)射子電路。
[0018]優(yōu)選地，所述窄脈沖發(fā)生子電路包括窄脈沖發(fā)生器U3和電容C3，其中，
[0019]窄脈沖發(fā)生器U3的VCC端連接至5V電壓，GND端接地，REF端通過電容C3接地，窄脈沖發(fā)生器U3用于接收MCU輸出的第一 PWM控制信號和數(shù)據(jù)信號，并根據(jù)所述第一 PWM控制信號和數(shù)據(jù)信號輸出脈沖寬度可調(diào)的第二 PWM控制信號。
[0020]優(yōu)選地，所述第二 PWM控制信號的上升沿為6ns?9ns。
[0021]優(yōu)選地，所述驅(qū)動放大子電路包括驅(qū)動放大芯片U4和電容C2，其中，驅(qū)動放大芯片U4的INA引腳和ENB引腳用于接收窄脈沖發(fā)生器U3輸出的第二 PWM控制信號，驅(qū)動放大芯片U4的使能引腳ENA連接至電阻R5，ENB引腳連接至電阻R6，電阻R5和R6并聯(lián)后上拉接至5V電源，驅(qū)動放大芯片U4的VCC端連接至18V電源信號，且所述VCC端通過電容C2接地，驅(qū)動放大芯片U4根據(jù)輸入第二 PWM控制信號獲得放大后的第三PWM控制信號，并通過OUTA端和OUTB端并聯(lián)輸出所述第三PWM控制信號。
[0022]優(yōu)選地，所述激光發(fā)射子電路包括激光發(fā)射器U5、電容Cl、電阻R7、以及電阻R8，其中，
[0023]激光發(fā)射器U5的I端子通過電阻R8接收驅(qū)動放大芯片U4的OUTA端和OUTB端并聯(lián)輸出的所述第三PWM控制信號，激光發(fā)射器U5的2端子通過電阻R7限流后連接至18V電源，且所述2端子通過電容Cl接地以實現(xiàn)濾波和補(bǔ)充能量的作用，激光發(fā)射器U5的3端子接地。
[0024]優(yōu)選地，所述車載激光測距裝置還包括CAN通信電路和制動控制模塊，當(dāng)所述第一故障檢測子電路檢測到激光發(fā)射電路發(fā)生故障時，由MCU生成對應(yīng)的系統(tǒng)故障代碼，并通過所述CAN通信電路將對應(yīng)的系統(tǒng)故障代碼發(fā)送給制動控制模塊，以使得制動控制模塊進(jìn)行對應(yīng)的處理動作。
[0025]本發(fā)明的有益效果包括:
[0026]本發(fā)明實施例中，激光發(fā)射電路發(fā)射的激光被所述散射棱鏡部分反射，以使得所述內(nèi)光路檢測電路根據(jù)部分反射的反射信號生成內(nèi)光路激勵信號作為起始信號，避免了現(xiàn)有技術(shù)中，通過前擋風(fēng)玻璃反射的信號生成內(nèi)光路激勵信號時，由于前擋風(fēng)玻璃的發(fā)射率和厚度不一致帶來的影響、以及激光測距儀的安裝等因素對內(nèi)光路檢測電路使用的反射信號產(chǎn)生的影響，同時使內(nèi)光路檢測電路的光學(xué)部件簡單化，系統(tǒng)應(yīng)用更靈活，從而提高了激光測距的準(zhǔn)確度和該車載激光測距裝置的易安裝度。
[0027]另外，本發(fā)明中，在激光發(fā)射電路中采用了窄脈沖發(fā)生器，通過窄脈沖發(fā)生器，能夠?qū)崿F(xiàn)通過MCU編程控制激光輸出的激光脈沖的寬度，在激光發(fā)射趨于飽和之前，提高激光脈沖的寬度能夠提高激光脈沖的功率，因此，本發(fā)明實施例中可以方便得實現(xiàn)激光脈沖的寬度和功率之間的匹配，由于激光信號的功率越高其測量的精度越高，因此也能夠通過提高激光脈沖的功率來提高測量的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種車載激光測距裝置的框圖；
[0029]圖2為發(fā)明實施例提供的內(nèi)光路檢測電路400的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實施例提供的激光發(fā)射電路200的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖4為本發(fā)明實施例提供的MCU100和CAN通信電路500的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0032]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的車載激光測距裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0033]本發(fā)明實施例提供的車載激光測距裝置用于對車輛外部的障礙物進(jìn)行測距，從而提高激光測距的準(zhǔn)確度和該車載激光測距裝置的易安裝度。
[0034]請參閱圖1，為本發(fā)明實施例提供的一種車載激光測距裝置的框圖。如圖1所示，所述車載激光測距裝置包括微控制單元MCU100、激光發(fā)射電路200、以及接收端電路300 ；其中，所述MCU100用于提供第一 PWM控制信號，所述激光發(fā)射電路200用于根據(jù)所述第一PWM控制信號來發(fā)射激光，所述接收端電路300用于根據(jù)被障礙物反射的激光以產(chǎn)生回波信號。所述激光發(fā)射電路200包括窄脈沖發(fā)生子電路、驅(qū)動放大子電路、以及激光發(fā)射子電路；其中，所述窄脈沖發(fā)生子電路連接至所述驅(qū)動放大子電路，所述驅(qū)動放大子電路連接至所述激光發(fā)射子電路。
[0035]所述車載激光測距裝置還包括內(nèi)光路檢測電路400，其用于提供內(nèi)光路激勵信號作為觸發(fā)信號計數(shù)的起始信號，其中，所述內(nèi)光路激勵信號為所述激光發(fā)射電路200所發(fā)射的激光被部分反射所產(chǎn)生的信號，且所述激光通過所述激光發(fā)射電路內(nèi)部進(jìn)行反射；所述MCU100還用于根據(jù)所述起始信號和所述回波信號獲得所述障礙物與車輛之間的距離。
[0036]本發(fā)明實施例中,所述激光發(fā)射電路200還包括散射棱鏡,所述激光發(fā)射電路200發(fā)射的激光被所述散射棱鏡部分反射，所述內(nèi)光路檢測電路400與接收端電路300連接，用于根據(jù)所述散射棱鏡部分反射的反射信號生成所述內(nèi)光路激勵信號，再將所述內(nèi)光路激勵信號傳送至接收端電路300。
[0037]本發(fā)明實施例中，接收端電路300包括時間計數(shù)芯片和激光感光光電二極管。車載激光測距裝置根據(jù)stopl信號、stop2信號以及內(nèi)光路檢測電路400提供的start信號(起始信號，即內(nèi)光路激勵信號)進(jìn)行障礙物的激光測距。其中，stopl信號和stop2信號是接收端電路300根據(jù)障礙物反射的激光信號生成的，stopl信號和stop2信號分別由不同的激光感光光電二極管接收，激光感光光電二極管設(shè)置在不同位置，從而能夠接收不同區(qū)域的反射光，例如，分別對車輛左前方和右前方的反射光進(jìn)行檢測。start信號是內(nèi)光路檢測電路400提供的，用于反映激光發(fā)射的起始時間，由于內(nèi)光路檢測電路400設(shè)置的位置靠近激光感光光電二極管，因此由內(nèi)光路檢測電路400檢測到散射棱鏡部分反射的反射信號而生成內(nèi)光路激勵信號的時間可以認(rèn)為是激光發(fā)射的起始時間。具體地，時間計數(shù)芯片與激光感光光電二極管以及內(nèi)光路檢測電路分別相連，激光感光光電二極管用于接收障礙物反射的激光信號，并將激光信號轉(zhuǎn)換為電信號后傳送給時間計數(shù)芯片，時間計數(shù)芯片根據(jù)激光感光光電二極管輸出的電信號產(chǎn)生Stop I信號和stop2信號，以及內(nèi)光路檢測電路400提供的start信號,計算stopl信號與start信號的時間差，以及stop2信號與start信號的時間差，并將計算得到的時間差信號提供給MCU100。MCU100根據(jù)接收到的一個或者多個時間差信號可以獲得障礙物的位置和距離。下面結(jié)合一個具體的示例進(jìn)行說明。例如，可以利用時間計數(shù)芯片產(chǎn)生的Tstopl - Tstart (即stopl信號和start信號的時間差)來計算出光飛行時間，乘以光速即可算出前方障礙物的2倍距離。stop2信號的計算原理一樣。如果前方障礙物只導(dǎo)致stopl或stop2中一路信號的產(chǎn)生，說明障礙物位于車前方的一側(cè)。如果導(dǎo)致stopl和stop2信號的產(chǎn)生，則說明障礙物處于前方中間區(qū)域。具體實施中，可以利用激光發(fā)射電路200中配置的散射棱鏡調(diào)整光的分布區(qū)域，并通過光的分布區(qū)域確定測量的障礙物的范圍。本發(fā)明實施例中，以產(chǎn)生兩路stop信號為例進(jìn)行了說明，另外，也可以設(shè)置為接收一路stop信號或者兩路以上的stop信號，從而可以對不同區(qū)域的障礙物進(jìn)行測量。
[0038]請參閱圖2，為本發(fā)明實施例提供的內(nèi)光路檢測電路400的電路結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，所述內(nèi)光路檢測電路400包括接收子電路和第一故障檢測子電路，所述接收子電路包括PIN管感光元件P1、電阻R9、電阻R12、電阻RlO以及電阻Rl I，所述第一故障檢測子電路包括三極管Q2、電阻R13、以及電容C4 ;其中，所述PIN管感光元件Pl用于接收所述散射棱鏡反射的反射信號，PIN管感光元件Pl的負(fù)極連接至5V電壓、正極通過串聯(lián)的電阻R9和R12接地，所述正極還通過串聯(lián)的電阻RlO與Rll接地，三極管Q2的集電極接至5V電壓，三極管Q2的發(fā)射極通過并聯(lián)的電阻R13和電容C4接地，三極管Q2的基極通過電阻R9連接至所述PIN管感光元件Pl的正極，三極管Q2的發(fā)射極連接至所述MCU以向所述MCU輸出所述內(nèi)光路檢測電路根據(jù)所述反射信號所得到的所述內(nèi)光路激勵信號。
[0039]本發(fā)明實施例中，第一故障檢測子電路用于對激光發(fā)射電路200的故障進(jìn)行檢測，具體地，在第一故障檢測子電路中，電阻R13用于檢測激光發(fā)射電路200是否完成發(fā)射，當(dāng)激光發(fā)射電路200根據(jù)MCU100發(fā)射的第一 PWM控制信號發(fā)射激光之后，PIN管感光元件Pl會接收到被散射棱鏡反射的一部分激光信號然后導(dǎo)通，進(jìn)而導(dǎo)致三極管Q2的導(dǎo)通，這樣Rl3電阻上將被施加5V電壓，即Rl3上將會產(chǎn)生OV向5V跳變信號MCU_IN，由于R13的一端接地，一端連接至MCU100，因此MCU100的引腳將捕獲到MCU_IN信號的跳變，也就是，在激光發(fā)射電路200正常發(fā)射的情況下，MCU100將能夠檢測到MCU_IN信號的跳變，S卩，如果MCU100檢測到MCU_IN信號的跳變，則判斷激光發(fā)射電路200工作正常，如果MCU100沒有檢測到MCU_IN信號的跳變，則判斷激光發(fā)射電路200發(fā)生故障。其中，電容C9和電阻R21并聯(lián)以實現(xiàn)對MCU_IN信號濾波。
[0040]如圖1所示，所述車載激光測距裝置還包括CAN通信電路500和制動控制模塊600。當(dāng)MCU100檢測到激光發(fā)射電路200發(fā)生故障時，可以生成對應(yīng)的系統(tǒng)故障代碼，并通過CAN通信電路500將對應(yīng)的系統(tǒng)故障代碼發(fā)送給制動控制模塊600，以使得制動控制模塊600進(jìn)行相應(yīng)的處理動作，例如，在整車上進(jìn)行報警顯示。通過第一故障檢測子電路，實現(xiàn)了內(nèi)光路檢測電路對激光發(fā)射器的故障檢測，提高系統(tǒng)的自我故障診斷能力。
[0041]優(yōu)選地，所述內(nèi)光路檢測電路400還包括第二故障檢測子電路。該第二故障檢測子電路用于對接收端電路300的故障進(jìn)行檢測。具體地，所述第二故障檢測子電路包括三極管Q1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、激光二極管D1、激光二極管D2、以及三極管Q3 ；其中，三極管Q3的基極通過電阻RlO連接至所述PIN管感光元件Pl的正極，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極分別與激光二極管Dl和D2的負(fù)極相連接，電阻R3與激光二極管Dl的正極相連接，電阻R4與激光二極管D2的正極相連接；三極管Ql的發(fā)射極連接至5V電壓，三極管Ql的基極連接至電阻R1，三極管Ql的基極通過電阻R2連接至電阻R3，三極管Ql的集電極連接至電阻R4。
[0042]其中，激光二極管Dl和D2可以通過MCU100的控制進(jìn)行發(fā)光和關(guān)閉操作，例如，可以由MCU100通過LED_C0N信號來控制激光二極管Dl和D2的發(fā)光與否。當(dāng)激光二極管Dl和D2發(fā)射激光時，接收端電路300能夠檢測到其激光信號并產(chǎn)生stopl和stop2信號，如果激光二極管Dl和D2發(fā)射激光時，接收端電路300不能根據(jù)激光二極管Dl和D2的發(fā)光產(chǎn)生stopl和stop2信號，則說明接收端電路300存在故障，從而實現(xiàn)了通過第二故障檢測子電路對接收端電路300的故障進(jìn)行檢測。
[0043]請參閱圖3，為本發(fā)明實施例提供的激光發(fā)射電路200的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，窄脈沖發(fā)生子電路包括窄脈沖發(fā)生器U3和電容C3，電容C3用于對窄脈沖發(fā)生器U3電源去耦。其中，窄脈沖發(fā)生器U3的VCC端連接至5V電壓，GND端接地，REF端通過電容C3接地，窄脈沖發(fā)生器U3用于接收MCU輸出的第一 PWM控制信號和數(shù)據(jù)信號，并根據(jù)所述第一 PWM控制信號和數(shù)據(jù)信號輸出脈沖寬度可調(diào)的第二 PWM控制信號。其中，所述第二 PWM控制信號的上升沿為6ns?9ns。通常，MCU或單片機(jī)直接輸出的信號上升沿時間(低電平到高電平的躍變時間)一般在30ns?IOOns之間，通過窄脈沖發(fā)生器U3，可以將上升沿時間宿短至IOns以內(nèi)，從而可以盡量減小信號遲滯時間，縮短系統(tǒng)電信號傳輸延遲，從而進(jìn)一步提高測量精度。
[0044]另外，通過窄脈沖發(fā)生器U3，能夠通過MCU100編程控制激光輸出的激光脈沖的寬度，在激光發(fā)射趨于飽和之前，提高激光脈沖的寬度能夠提高激光脈沖的功率，因此，本發(fā)明實施例中可以方便得實現(xiàn)激光脈沖的寬度和功率之間的匹配，由于激光信號的功率越高其測量的精度越高，因此也能夠通過提高激光脈沖的功率來提高測量的精度。
[0045]如圖3所示，驅(qū)動放大子電路包括驅(qū)動放大芯片U4和電容C2，其中，驅(qū)動放大芯片U4的INA引腳和ENB引腳用于接收窄脈沖發(fā)生器U3輸出的第二 PWM控制信號，驅(qū)動放大芯片U4的使能引腳ENA連接至電阻R5，ENB引腳連接至電阻R6，電阻R5和R6并聯(lián)后上拉接至5V電源，驅(qū)動放大芯片U4的VCC端連接至18V電源信號，且所述VCC端通過電容C2接地，驅(qū)動放大芯片U4根據(jù)輸入第二 PWM控制信號獲得放大后的第三PWM控制信號，并通過OUTA端和OUTB端并聯(lián)輸出所述第三PWM控制信號。電容C2用于對驅(qū)動放大芯片U4電源去耦。通過驅(qū)動放大子電路，能夠?qū)崿F(xiàn)5V信號到18V信號的轉(zhuǎn)換，以對激光發(fā)射子電路進(jìn)行驅(qū)動，同時，OUTA端和OUTB端的并聯(lián)輸出提高了輸出驅(qū)動信號電流，保證了信號驅(qū)動的穩(wěn)定性。
[0046]如圖3所示，激光發(fā)射子電路包括激光發(fā)射器U5、電容Cl、電阻R7、以及電阻R8，其中，激光發(fā)射器U5的I端子通過電阻R8接收驅(qū)動放大芯片U4的OUTA端和OUTB端并聯(lián)輸出的所述第三PWM控制信號，激光發(fā)射器U5的2端子通過電阻R7限流后連接至18V電源，且所述2端子通過電容Cl接地以實現(xiàn)濾波和補(bǔ)充能量的作用，激光發(fā)射器U5的3端子接地?？梢酝ㄟ^MCU100控制激光發(fā)射器的激光發(fā)射頻率，具體可由軟件控制，例如通過改變軟件設(shè)置來改變激光發(fā)射頻率。
[0047]請參閱圖4，為本發(fā)明實施例提供的MCU100和CAN通信電路500的電路結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明實施例中，MCU100可以通過單片機(jī)芯片Ul實現(xiàn)，Ul可以采用XC878單片機(jī)芯片。CAN通信電路500包括信號轉(zhuǎn)換芯片U2，U2可以采用TJA1040信號轉(zhuǎn)換芯片，其采用5V電壓工作。本實施例子中單色的激光二極管Dl和D2可以采用OSRAN (歐司朗)的SFH4250單色激光LED，PIN管感光元件Pl可以采用OSRAN的BPW34FAS，激光發(fā)射器U5可以采用OSRAN的 SPLLL90-3。
[0048]需要說明的是，本發(fā)明實施例中圖2至圖4所示的電路結(jié)構(gòu)為車載激光測距裝置中各個功能模塊的優(yōu)選實現(xiàn)方式，在實現(xiàn)各個電路模塊的功能的前提下，也可以對各個模塊的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行等效的變換，或采用其它的電路結(jié)構(gòu)。
[0049]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種車載激光測距裝置，所述車載激光測距裝置包括微控制單元MCU、激光發(fā)射電路、以及接收端電路；其中，所述MCU用于提供第一 PWM控制信號，所述激光發(fā)射電路用于根據(jù)所述第一 PWM控制信號來發(fā)射激光，所述接收端電路用于根據(jù)被障礙物反射的激光以產(chǎn)生回波信號，其特征在于， 所述車載激光測距裝置還包括內(nèi)光路檢測電路，其用于提供內(nèi)光路激勵信號作為觸發(fā)信號計數(shù)的起始信號，其中，所述內(nèi)光路激勵信號為所述激光發(fā)射電路所發(fā)射的激光被部分反射所產(chǎn)生的信號，且所述激光通過所述激光發(fā)射電路內(nèi)部進(jìn)行反射； 所述MCU還用于根據(jù)所述起始信號和所述回波信號獲得所述障礙物與車輛之間的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射電路包括散射棱鏡，所述激光發(fā)射電路發(fā)射的激光被所述散射棱鏡部分反射，以使得所述內(nèi)光路檢測電路根據(jù)部分反射的反射信號生成所述內(nèi)光路激勵信號。
3.如權(quán)利要求2所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述內(nèi)光路檢測電路包括接收子電路和第一故障檢測子電路， 所述接收子電路包括PIN管感光元件Pl、電阻R9、電阻R12、電阻RlO以及電阻Rl I，所述第一故障檢測子電路包括三極管Q2、電阻R13、以及電容C4 ;其中， 所述PIN管感光元件Pl用于接收所述散射棱鏡部分反射的反射信號，PIN管感光元件Pl的負(fù)極連接至5V電壓、正極通過串聯(lián)的電阻R9和R12接地，所述正極還通過串聯(lián)的電阻RlO與Rll接地， 三極管Q2的集電極接至5V電壓，三極管Q2的發(fā)射極通過并聯(lián)的電阻R13和電容C4接地，三極管Q2的基極通過電 阻R9連接至所述PIN管感光元件Pl的正極，三極管Q2的發(fā)射極連接至所述MCU以向所述MCU輸出所述內(nèi)光路檢測電路根據(jù)所述反射信號所得到的所述內(nèi)光路激勵信號。
4.如權(quán)利要求3所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述內(nèi)光路檢測電路還包括第二故障檢測子電路，所述第二故障檢測子電路包括三極管Q1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、激光二極管Dl、激光二極管D2、以及三極管Q3 ;其中， 三極管Q3的基極通過電阻RlO連接至所述PIN管感光元件Pl的正極，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極分別與激光二極管Dl和D2的負(fù)極相連接，電阻R3與激光二極管Dl的正極相連接，電阻R4與激光二極管D2的正極相連接； 三極管Ql的發(fā)射極連接至5V電壓，三極管Ql的基極連接至電阻Rl，三極管Ql的基極通過阻R2連接至電阻R3，三極管Ql的集電極連接至電阻R4。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射電路包括窄脈沖發(fā)生子電路、驅(qū)動放大子電路、以及激光發(fā)射子電路；其中，所述窄脈沖發(fā)生子電路連接至所述驅(qū)動放大子電路，所述驅(qū)動放大子電路連接至所述激光發(fā)射子電路。
6.如權(quán)利要求5所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述窄脈沖發(fā)生子電路包括窄脈沖發(fā)生器U3和電容C3，其中， 窄脈沖發(fā)生器U3的VCC端連接至5V電壓，GND端接地，REF端通過電容C3接地，窄脈沖發(fā)生器U3用于接收MCU輸出的第一 PWM控制信號和數(shù)據(jù)信號，并根據(jù)所述第一 PWM控制信號和數(shù)據(jù)信號輸出脈沖寬度可調(diào)的第二 PWM控制信號。
7.如權(quán)利要求6所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述第二PWM控制信號的上升沿為6ns~9ns。
8.如權(quán)利要求6所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述驅(qū)動放大子電路包括驅(qū)動放大芯片U4和電容C2，其中，驅(qū)動放大芯片U4的INA引腳和ENB引腳用于接收窄脈沖發(fā)生器U3輸出的第二 PWM控制信號，驅(qū)動放大芯片U4的使能引腳ENA連接至電阻R5，ENB引腳連接至電阻R6，電阻R5和R6并聯(lián)后上拉接至5V電源，驅(qū)動放大芯片U4的VCC端連接至18V電源信號，且所述VCC端通過電容C2接地，驅(qū)動放大芯片U4根據(jù)輸入第二 PWM控制信號獲得放大后的第三PWM控制信號，并通過OUTA端和OUTB端并聯(lián)輸出所述第三PWM控制信號。
9.如權(quán)利要求8所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述激光發(fā)射子電路包括激光發(fā)射器U5、電容Cl、電阻R7、以及電阻R8，其中， 激光發(fā)射器U5的I端子通過電阻R8接收驅(qū)動放大芯片U4的OUTA端和OUTB端并聯(lián)輸出的所述第三PWM控制信號，激光發(fā)射器U5的2端子通過電阻R7限流后連接至18V電源，且所述2端子通過電容Cl接地以實現(xiàn)濾波和補(bǔ)充能量的作用，激光發(fā)射器U5的3端子接地。
10.如權(quán)利要求3所述的車載激光測距裝置，其特征在于，所述車載激光測距裝置還包括CAN通信電路和制動控制模塊，當(dāng)所述第一故障檢測子電路檢測到激光發(fā)射電路發(fā)生故障時，由MCU生成對應(yīng)的系統(tǒng)故障代碼，并通過所述CAN通信電路將對應(yīng)的系統(tǒng)故障代碼發(fā)送給制動控制模塊 ，以使得制動控制模塊進(jìn)行對應(yīng)的處理動作。
【文檔編號】G01S17/08GK103605133SQ201310578309
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】朱得亞, 劉淑娟, 陳軍, 陳效華 申請人:奇瑞汽車股份有限公司