自动门的智能控制器会扫描门前区域,并识别接近门的物体的位置和移动。
恶劣和交替的环境条件以及表面反射率的强烈变化使得将物体从环境中分离出来变得十分困难。扫描激光雷达及其高脉冲激光器为这项任务提供了强大的解决方案,而 ScioSense 时间数字转换器则为计算距离所需的精确时间测量提供了完美的解决方案。
< 1ns 范围内的短激光脉冲被发送到扫描相关区域的移动反射镜上,雪崩光电二极管接收光脉冲,TIA - 比较器组合为测量时间的时间数字转换器(TDC)产生触发信号。
通常,发送的一小部分光在内部被旁路,用作参考。这样就可以消除驱动器和接收器温度引起的任何延迟变化。光速非常高:𝑐 = 299,792,458 m/s。激光雷达系统以反射方式测量,这意味着距离的计算公式为 距离 d = ToF / 2 * c 1 厘米的距离相当于 66 ps 的飞行时间。因此,LiDAR 系统的 TDC 分辨率应为< 30 ps,以 50% 的安全系数分辨出最小 1 厘米的距离。
ScioSense 提供的 TDC 可以 10 ps 的分辨率进行测量,但我们也要坦率地指出,主要是模拟前端、反射表面甚至空气湍流等其他因素会限制距离分辨率。
另一个重要参数是脉冲对分辨率,即 TDC 可以测量的两个脉冲之间的最短时间,而不忽略第二个脉冲。这一点在激光束连续从多个物体(例如站在墙壁前的一群人)反射的情况下非常重要。智能系统可以解读所有这些脉冲,尤其是第一个和最后一个脉冲。合理的目标规格是,在分辨 1 米距离时,脉冲对的分辨率应在 6.6 ns 的范围内。
图 1:ToF 时序
对于单个激光脉冲,TDC 可能需要测量来自不同反射物体的多个脉冲。换句话说,TDC 的采样率需要远远高于激光的脉冲率。在现代快速扫描系统中,采样率和通信数据率应达到数兆赫。
图 2:工业门扫描仪
Sciosense TDC 可为所有这些功能提供解决方案: