一种测距电路及其应用的制作方法

1.本发明属于测距技术领域，特别涉及一种测距电路及其应用。


背景技术：

2.近年来，光电传感器的发展突飞猛进，基于tof测距原理的测距芯片也飞速发展。但目前基于tof测距芯片的产品大都是单发射单接收，测距功能单一。随着对测距产品的个性化定制需求日益增强，这就要求tof光电测距传感器具有更强大，更多样化的功能。


技术实现要素：

3.本发明实施例之一，一种测距传感器，包括测距电路。该电路包括：
4.多个发射管，用于向测距目标物发射测距发射光；
5.一个接受管，用于接收所述测距发射光的反射光；
6.tof测距处理器，连接所述发射管和接受管，用于根据所述发射
7.微处理器，该微处理器连接所述tof测距处理器
8.本发明实施例，提供了一种广角度光电测距传感器，解决了现有测距传感器由于单点发射、单点接收带来的问题。
附图说明
9.通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
10.图1根据本发明实施例之一的测距电路原理示意图。
11.图2根据本发明实施例之一的发射管横向布置时的发射接收区域示意图。
12.图3根据本发明实施例之一的发射管纵横向布置时的发射接收区域示意图。
13.图4根据本发明实施例之一的发射管品字布置时的发射接收区域示意图。
具体实施方式
14.tof(time of flight的缩写)光电测距传感器是采用tof测距处理器，搭配一个发射管和一个接收管进行单点测距。发射管发出的光信号经过目标物反射回测距芯片，测距芯片计算光信号的相位差，还原成距离信息，实现测距功能。对广角度测距方案，一般做法是扩大发射管的发光角度，或使用多个测距传感器进行检测。激光雷达则需要360
°
旋转进行多方位测距。
15.现有技术方案的缺陷体现在：
16.单发射单接收的测距传感器功能单一，盲区大，只能实现一个方向的单点测距，可扩展性差；
17.扩大发射管的发光角度可扩大检测区域，但光斑变大，能量变弱，测距量程也相应
缩短，精度下降。因此，通过扩大发射管角度来扩大监测区域，效果是有限的；
18.安装多个传感器多方位测距时，成本高，且当多个传感器同时使用时，因相互间存在同步而产生干扰，易使传感器产生误动作；
19.对于激光扫描雷达，需要进行360
°
旋转，才能进行多方位测量，工艺成本高，且设计算法复杂，计算量大。
20.根据一个或者多个实施例，如图1所示，该方案由1个处理器，1个tof测距芯片，1个接收管，1个接收透镜、多个发射管、1个或多个发射透镜组成。发射管按照一定的角度进行布置，从而扩大发射区覆盖的面积。接收管接收角度大，覆盖该整个发射区域，实现多发射、单接收的测距/避障系统。
21.本发明实施例采用3个测距发射管模块，按一定角度进行布置，扩大发射光斑覆盖面积，实现广角度检测区域。微控制器控制tof测距芯片，按照一定顺序，依次点亮、关闭各发射管，确保某时刻只有一个发射管处于工作状态，以实现各发射管独立工作、互不干扰。
22.各发射管分别对各自方向进行测距。测距采用tof技术原理，发射管发射信号后，经目标物反射回接收管，tof处理器计算发射与接收波形的相位差，从而计算目标物距离。可根据实际应用对各发射管配置不同的驱动电流，以提高传感器的环境适应性，扩展更多的应用场景。由于各路发射管的位置、电路布线、驱动电流不同，串扰、距离偏移以及补偿参数也会存在差异。本方案对各路发射分别进行单独校准、补偿，在测距时，会根据不同的发射电路，切换相应的校准补偿数据。各发射管的光斑分布，可根据实际应用进行设计，以达到应用场景下的最优检测状态。可以多个发射管共用一个发射透镜，也可每个发射管各配备一个发射透镜。图2至图4，是几种发射管的不同布置，使得发射光与接受光具有区域的示意图举例。
23.根据本发明实施例，可以得到本发明的技术特点包括：
24.1.测距传感器分时驱动多发射管，每个发射管配置不同的校准数据，实现各发射管完全独立工作，有效避免了相互的干扰问题。
25.2.每个发射管的测量区域不同，但均处于接收管的接收范围内，只需配备一个接收管。
26.3.多个发射管联合使用，分区域检测，既拓展了测量区域，又保证了各发射管下的测距量程和精度。
27.4.各发射管可根据实际应用，配置不同的驱动电流，实现更高的测量精度，适应更多的应用场景。
28.5.能够根据需求设计各发射管的测量区域分布及发光顺序，满足不同应用场景。
29.因此，本发明的有益效果包括：
30.1)多发射管联合使用，进一步扩大发射光斑覆盖面积，实现光角度检测区域。
31.2)各发射管可配置不同的驱动电流和校准参数，采用分时有序的方式点亮个发射管，解决了各发射管之间的干扰问题。
32.3)相较单点发射方案，解决了视觉盲区的问题。
33.4)相较只扩大发生管发光角度的方法，保留了测距量程和测距精度的优势。
34.5)相较多个传感器分布式安装的方案，使用便捷，发射管之间无干扰，只增加发射管、发射透镜，很好的解决了光角度测量应用成本要求。
35.6)解决了激光雷达需要旋转的问题，计算量小，工艺设计简单。
36.7)可根据具体应用情况，调整发射管光斑的分布形式，可扩展性强。
37.根据一个或者多个实施例，在前述实施例的基础上，还可以进一步做以下设计，
38.1、根据发射管光斑的分布形式不同，可根据应用增减发射管数量，或调整发射管光斑分布位置。
39.2、采用同类发射，接收管，透镜来实现。
40.3、发射管可以是红外发射二极管，红光发射二极管，红外激光二极管，红色激光二极管。
41.4、接收管可采用不同型号，如光电二极管，电荷耦合元件，雪崩光电二极管。
42.5、发射管使用不同的驱动方式，实现同样测距功能。如：三极管驱动，场效应管驱动，或专用芯片驱动，用于对发射管的发光幅值做调节的器件。
43.6、可采用同类型的mcu替换，实现同样功能。
44.7、可采用不同型号tof处理器，实现测距功能。
45.8、使用不同方法控制切换发射管通道，如专用芯片控制、处理器引脚电平控制，晶体管，模拟开关控制、继电器等，实现同样的切换通道的功能。
46.9、本发明可用于无人机、机器人、agv小车等各种移动平台，以及扶梯、自动贩卖机、智能家居等应用场景。
47.应理解，在本发明实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
48.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。