一种新型高灵敏度三维成像系统电路设计.pdfVIP

仪器仪表用户 旦经验窒逾日 doi：10．3969／j．issn．1671-1041．2011．05．024 一 种新型高灵敏度三维成像系统电路设计 吕月锋 ，王华闯 (1．中国科学院光电技术研究所，成都610209；2．中国科学院研究生院，北京 100039) 摘要：随着激光雷达成像探测技术的发展，人们对微弱信号的探测及 目标三维成像需求越来越迫切。为满足在微弱光条件 下 目标三维成像的需求。本文提出了一种基于SPMArray4阵列光电探测器的新型高灵敏度三维成像探测系统。设计了目标 微弱回波信号读出电路，并重点对系统接收电路测距模块作了设计，有效增加了测距精度，为后续信号处理和三维成像提供 了条件。 关键词：高灵敏度三维成像 ；恒比定时；时刻鉴别；高精度时间间隔测量 中图分类号 ：TN249 文献标志码：B A noveldesign ofthecircuitforhighsensitivity3D imagingsystem LV Yue—feng ．WANG Huachuang (1．InstituteofOpticsandElectronics，ChineseAcademyofSciences，Chengdu610209，China， 2．GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China) Abstract：WiththedevelopmentofLIDAR ImagingandDetectiontechnology，theneedforasystem thatcandetectweak signalandprovidethefunctionalityof3D imaginghasbecomeincreasinglypressing．Assuch，anovelhighsensitivity3D imagingdetectionsystem basedonSPMArray4wasintroducedinthiswork，wheretheread-outcircuitfortheweaksignal wasdesignedandtherangingmoduleofthereceivingcircuitwasemphasized．Theprecisionofrangingwasimprovedef- fectively，thusfacilitatingthesignalprocessingand3D imaginginsubsequentcircuits． Keywords：high sensitivity 3D imaging；constantfraction discrimination；timing discrimination；high precision time intervalmeasurement 0 引言 受电磁场影响、工作电压低 (30V以上)等众多优点。 高灵敏度激光三维成像探测是利用激光器设备，通过发 系统工作时，首先根据需要调整激光器激光重复频率和 射大功率，窄脉冲激光去照射被探测 目标 ，并由高灵敏度探测 光强，发射激光去照射被探测 目标 ；激光出光探测器准确探测 器接收目标回波信号，最终获得 目标信息的一种先进光电探 激光的出光时刻并送出一出光信号，此信号送入 FPGA控制 测技术。三维成像系统能够提供比传统的二维强度图像更为 单元，作为各种脉冲时序同步源。以出光信号为基准延迟一 丰富的信息，如距离、方位、大小和姿态等 ，极大地改进了对 目 段时间后经FPGA送出一脉冲作为计时器的Start信号，触发 标识别和分类的性能，因而得到越来越广泛的应用 。 计时器开始计时；SPMArray4阵列探测器相应像素接收到 目 三维成像的核心问题是距离信息的获取 ，并在此基础上 标回波信号后，一路将回波信号送