【嘉勤点评】瑞盟科技发明的激光测距望远镜及其测距电路方案,利用微控制器与芯片、高压激光发射电路之间的信号链路,以及激光接收放大电路与芯片间的信号链路,可精准、高效、简便地实现激光测距,并且极大地降低了设备成本和功耗。
集微网消息,随着激光测距技术的发展,激光望远镜可以在任何条件下实现精准的距离测量,已经广泛应用于户外运动、高尔夫球场、射击瞄准等领域。
目前,市场上的激光望远镜主要由高速ADC+高速FPGA来实现,但是这种测距方式主要有以下几个缺点:
1)成本高:其所使用的高速ADC+高速FPGA这两个器件的成本非常昂贵,导致激光测距望远镜的成本很高;
2)功耗大:激光望远镜大多数都是电池供电,由于高速ADC+高速FPGA的功耗非常大,而且需要多次测量才能完成,导致功耗很大,不适宜电池供电产品;
3)算法复杂:高速ADC+高速FPGA的实现方法是通过ADC采样,FPGA对ADC的数据采集,然后通过多次测量和相关性算法的计算才能算出距离;
4)精度差:激光测距对测量速度要求很高,由于FPGA的速度受限,从而使测量精不高。
因此,基于该技术目前存在的这些问题,瑞盟科技在2020年8月20日申请了一项名为“一种激光测距望远镜及其测距电路、方法、设备和介质”的发明专利(申请号:202010843705.5),申请人为杭州瑞盟科技有限公司。
根据该专利目前公开的相关资料,让我们一起来看看这项技术方案吧。
如上图,为该专利中发明的基于MS1003的激光测距望远镜的测距电路的结构框图,在该测距电路中,主要包括有:微控制器101、MS1003芯片102、高压激光发射电路103以及激光接收放大电路104。
以下对这些部件的功能进行介绍:微控制器用于生成启动脉冲并发送至MS1003芯片和高压激光发射电路;高压激光发射电路可以依据启动脉冲向目标发射激光;激光接收放大电路用于检测从目标反射的激光,生成停止脉冲并发送至MS1003芯片的STOP1通道;MS1003芯片用于检测启动脉冲的上升沿时刻作为激光发射时刻、检测停止脉冲的上升沿时刻作为激光接收时刻;微控制器用于读取MS1003芯片中的时刻数据,计算生成与目标的距离数据。
其中,MS1003芯片的START端口具体与微控制器连接,可以接收到微控制器发送的启动脉冲。START端口接收到的信号用于触发MS1003芯片内部的计时器开启计时功能,STOP通道接口处接收到的信号用于触发MS1003芯片内部的计时器停止计时。微控制器发送的启动脉冲既送入高压激光发射电路,令高压激光发射电路向目标发射激光,同时也送入MS1003芯片的START端口,令MS1003芯片启动计时。
如上图,为这种基于MS1003的激光测距望远镜的测距方法的流程图,首先,系统向MS1003芯片发送复位指令,复位操作包括硬件复位和软件复位,微控制器通向MS1003的RSTN管脚发送一个大于10微秒的负脉冲进行硬件复位,然后通过SPI端口向MS1003写入命令进行软件复位。
其次,继续向MS1003芯片发送配置指令和初始化指令,以使MS1003芯片完成配置和初始化,之后,微控制器可通过发送相应指令对MS1003进行初始化。接着,会生成并发送启动脉冲,以使高压激光发射电路向目标发射激光、使MS1003芯片将启动脉冲的上升沿作为激光发射时刻启动计时。
最后,在激光接收放大电路检测到从目标反射的激光并生成停止脉冲、MS1003芯片基于STOP1通道检测停止脉冲的上升沿作为激光接收时刻后,读取MS1003芯片中的时刻数据,并根据时刻数据计算生成与目标的距离数据,在测量完成后,可重新配置寄存器,将MS1003由工作模式进入低功耗模式。
以上就是瑞盟科技发明的激光测距望远镜及其测距电路方案,该方案利用微控制器与芯片、高压激光发射电路之间的信号链路,以及激光接收放大电路与芯片间的信号链路,可精准、高效、简便地实现激光测距,并且极大地降低了设备成本和功耗。