面阵激光雷达成像仪误差分析

阵列激光雷达采用了多个APD、多通道处理电路、多路时间间隔测量并行体系结构，其性能相比点扫描激光雷达有着显著的优势。但是，这种并行的体系结构存在各种不同的误差，从成像仪本身的研究来考虑，其误差源包括：多个APD 性能不一致、多通道处理电路延迟不一致、多路时间间隔测量电路不一致，加之激光照射目标产生的光斑强度不均匀、开始信号在测量单元间传输引起的传输延迟等诸多因素。这些因素严重影响测距的精度，为此国际上都在研究如何减少这些因素的影响，这也成为国际上面阵列激光雷达研究的难题之一。下面给出这些影响因子的具体分析：

①多个APD 性能不一致：这是由购买的APD 阵列芯片属性所决定，单元之间的均匀性典型值为±5%。

②多通道处理电路延迟不一致：每一个通道采用的芯片和PCB 走线长度等存在的不一致性，导致多通道处理电路延迟不一致。

③多路时间间隔测量电路不一致：TDC-GPX 每一个通道和PCB 走线长度等存在的不一致性，导致多路时间间隔测量电路不一致。(www.xing528.com)

④激光照射目标产生的光斑强度不均匀：所采用的半导体激光器是3×3 的激光二极管作为光源，其直接输出的激光是3 条明亮的光斑，这种光源通过发射光学系统处理后也不能输出完全均匀的激光光斑照射目标。

⑤开始信号在测量单元间传输引起的传输延迟：每一个电路板对应的开始信号外接所使用的同轴电缆长度不一致性，导致传输延迟不一致。

基于以上分析，研究和分析多路激光测距误差校正方法是一项必须要做的工作。