本发明涉及控制，具体而言，涉及一种偏压控制系统、方法、电子设备及激光雷达。
背景技术：
1、硅光电倍增管(sipm，silicon photomultiplie)是一种新型的光电探测器件，由多个相互并联且工作在盖革模式的相互并联的像素阵列构成，每个像素阵列由光电二极管和淬灭电阻串联组成。sipm是对偏压高度敏感的器件，当sipm处于工作状态时，偏压每增加1v，sipm的增益(当像素阵列探测到一个光子时，sipm输出的电荷量与单个电子电荷量的比值)会增加50000个单位。
2、目前，激光雷达的接收器中通常使用到sipm：在对近处测距时，给sipm提供较小的偏压，保证近处的强反射光不会让sipm进入饱和和过饱和的状态；在对远处测距时，提供给sipm较大的偏压，保证sipm有足够的增益能捕获到远处的弱反射光，以获得较远的测距量程。然而，输入sipm的偏压信号容易受温漂、器件差异性等因素的干扰，准确度低，导致激光雷达的测量效果差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种偏压控制系统、方法、电子设备及激光雷达，其能够对光电探测器的偏压曲线进行有效监控，极大地提高了光电探测器的偏压控制准确度。
2、为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
3、第一方面，本发明实施例提供一种偏压控制方法，包括监测模块、偏压控制模块、电源模块和控制处理模块；
4、所述偏压控制模块的输入端分别与所述控制处理模块的触发控制端和所述电源模块的电压输出端连接，所述控制处理模块的基准控制端与所述电源模块的输入端连接，所述偏压控制模块的输出端和所述监测模块的监测端均与光电探测器的输入端连接，所述监测模块的输出端与所述控制处理模块的输入端连接；
5、所述控制处理模块，用于向所述偏压控制模块输出触发控制信号，以及向所述电源模块输出目标控制信号；
6、所述电源模块，用于在接收到所述目标控制信号时，向所述偏压控制模块输入所述目标控制信号指定的电压信号；
7、所述偏压控制模块，用于根据所述触发控制信号指定的起始时刻和周期以及所述电压信号，向所述光电探测器输入偏压信号；
8、所述监测模块，用于采集所述偏压信号在至少一个周期内的关键信息，并将所述关键信息输入所述控制处理模块；其中，所述关键信息包括至少两种采样关键点的信息；
9、所述控制处理模块，用于根据所述关键信息，对所述触发控制信号和/或所述目标控制信号进行调节，以调节输入至所述光电探测器的偏压信号。
10、基于第一方面提供的偏压控制系统，通过监测模块采集光电探测器的输入偏压信号的关键信息，由控制处理模块根据该关键信息，对触发控制信号和/或目标控制信号进行调节，以使控制处理模块根据触发控制信号指定的起始时刻和周期以及目标控制信号指定的电压信号，对输入至光电探测器的偏压信号进行调节。如此，可以反复修正输入光电探测器的偏压信号的周期和电压，实现对输入光电探测器的偏压信号的有效监控，极大地提升了光电探测器的控制精度，进而能够提升光电探测器所在的激光雷达的测量精度，优化激光雷达的性能。
11、可选的，所述采样关键点的信息包括采样时刻和所述采样时刻对应的采样电压；
12、所述控制处理模块，用于结合起始点的信息与所述采样关键点的信息进行曲线拟合，得到拟合偏压曲线，并将所述拟合偏压曲线与预设的标准偏压曲线进行比对，根据比对结果调节触发控制信号和/或所述目标控制信号；其中，所述起始点的信息包括所述偏压信号的起始时刻和起始电压值。
13、如此，通过控制处理模块将起始点和监测模块采集的偏压信号的采样关键点拟合出偏压曲线，根据偏压曲线和标准偏压曲线的比对结果调节触发控制信号和/或基准控制信，对输入光电探测器的偏压信号进行系统全局调节，在一定程度上避免了因单点突变误差或单点数据延迟等原因而导致调节错误的问题，例如在某一时刻电压值无法传输至控制处理模块，极大地提高了调节精度，进而提高了输入光电探测器的偏压信号的准确度。
14、可选的，所述监测模块至少为两个，所述偏压控制系统还包括基准输出模块，所述控制处理模块的基准控制端与所述基准输出模块的控制端连接，所述基准输出模块的电压控制端与所述电源模块的输入端连接，所述基准输出模块的基准输出端与所述监测模块的基准输入端一对一连接；
15、所述基准输出模块，用于在接收到所述目标控制信号时，依据预先设定的每个所述监测模块的基准值，输出基准信号至各所述监测模块；其中，所述基准值为标准偏压曲线的多个时刻的电压值，每个所述监测模块的基准信号唯一；
16、所述监测模块，用于采集所述偏压信号的电压值，当所述电压值与所述基准信号的比较结果满足采样条件时，将当前时刻以及所述电压值，作为采样关键点的信息输出至所述控制处理模块。
17、如此，通过每个监测模块在采集的电压值与唯一的基准信号的比较结果满足采样条件时，采集该电压值和当前时刻作为采样关键点的信息，保证各采样关键点的信息均对应不同的时刻和电压值，从而使控制信号拟合出的偏压曲线更为准确，可以进一步提升对光电探测器的输入偏压信号的控制精度。
18、可选的，每个所述监测模块包括比较器和tdc单元，所述比较器的第一输入端与所述光电探测器的输入端连接，所述比较器的第二输入端与所述基准输出模块的基准输出端连接，所述比较器的输出端与所述tdc单元的输入端连接，所述tdc单元的输出端与所述控制处理模块的输入端连接；
19、所述比较器，用于将采集到的所述偏压信号的采样电压值与所述基准输出模块输入的基准信号进行比较，当比较结果满足采样条件时，向所述tdc单元发出采样指令；
20、所述tdc单元，用于在接收到所述采样指令时，将所述采样电压值与得到所述采样电压值的时刻，作为采样关键点输出至所述控制处理模块。
21、如此，比较器将采样电压值和基准信号进行比较，在满足采样条件的情况下，由tdc单元立即采样得到采样关键点，使用的tdc单元具有很高的精度和速度，能够提升采样关键点的精度，进而有助于进一步提升光电探测器控制的精度。
22、可选的，当所述触发控制信号为指示下降沿起始时刻的信号时，所述基准值为标准偏压曲线的一个下降沿的多个时刻的电压值，所述比较器的第一输入端为正端，所述比较器的第二输入端为负端；
23、所述比较器，用于当所述采样电压值小于所述基准输出模块输入的基准信号时，向所述tdc单元发出采样指令。
24、如此，在触发控制信号为指示下降沿起始时刻的信号时，通过使每个基准值为标准偏压曲线的一个下降沿的多个时刻的电压值，从而在比较器判定采样电压值小于基准信号时，tdc单元立即进行采样，使得各采样关键点均为输入光电探测器的偏压曲线的下降沿的不同时刻的状态信息，从而能够避免采样紊乱，能够提高拟合出的偏压曲线的精度，进而有助于提升控制精度。
25、可选的，当所述触发控制信号为指示上升沿起始时刻的信号时，所述基准值为标准偏压曲线的一个上升沿的多个时刻的电压值，所述比较器的第一输入端为负端，所述比较器的第二输入端为正端；
26、所述比较器，用于当所述采样电压值大于所述基准输出模块输入的基准信号时，向所述tdc单元发出采样指令。
27、如此，在触发控制信号为指示上升沿起始时刻的信号时，通过使每个基准值为标准偏压曲线的一个上升沿的多个时刻的电压值，从而在比较器判定采样电压值大于基准信号时，tdc单元立即进行采样，使得各采样关键点均为输入光电探测器的偏压曲线的上升沿的不同时刻的状态信息，从而能够避免采样紊乱，能够提高拟合出的偏压曲线的精度，进而有助于提升控制精度。
28、可选的，所述所述控制处理模块、所述监测模块和所述基准输出模块集成于现场可编程门阵列。
29、如此，通过现场可编程门阵列实现控制处理模块、监测模块和基准输出模块，可以降低光电探测器控制的成本和功耗。
30、可选的，所述偏压控制系统还包括多个滤波模块，所述滤波模块的输入端与基准输出模块的一个基准输出端连接，所述滤波模块的输出端与一个所述监测模块的基准输入端连接；
31、所述滤波模块，用于将所述基准输出模块输出的基准信号从脉宽调制信号转换为直流基准信号。
32、如此，使用滤波单元将基准输出模块输出的基准信号从脉宽调制信号转换为直流基准信号，以便于比较器直接将采样电压值和基准信号进行比较。
33、可选的，所述偏压控制模块，用于以接收到所述触发控制信号的时刻为起始点，以所述触发控制信号指示的时长为周期，结合所述电压信号提供的电压，生成偏压信号并输出至所述光电探测器。
34、如此，通过偏压控制模块以接收到触发控制信号的时刻为起始点，以触发控制信号指示的时长为周期，结合电压信号生成并输出偏压信号，能够精准控制偏压信号的周期和起始时刻，可以进一步提升光电探测器控制的精度。
35、可选的，所述偏压控制系统还包括运算放大器，所述运算放大器的输入端与所述光电探测器的输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述监测模块的输入端连接；
36、所述运算放大器，用于对所述偏压信号进行衰减，并将衰减后的所述偏压信号输入所述监测模块。
37、如此，通过运算放大器对偏压信号进行衰减后输入监测模块进行采样，能够在一定程度上避免因电压过大而损坏监测模块的情况，可以提高偏压控制系统的安全性，延长监测模块的使用寿命。
38、第二方面，本发明实施例提供一种偏压控制方法，所述方法包括：
39、控制处理模块向偏压控制模块输出触发控制信号，以及向电源模块输出目标控制信号；
40、所述电源模块在接收到所述目标控制信号时，向偏压控制模块输入所述目标控制信号指定的电压信号；
41、所述偏压控制模块据所述触发控制信号和所述电压信号，向光电探测器输入偏压信号；
42、监测模块采集所述偏压信号在至少一个周期内的关键信息，并将所述关键信息输入所述控制处理模块；其中，所述关键信息包括至少两种采样关键点的信息；
43、所述控制处理模块根据所述关键信息，对所述触发控制信号和/或所述目标控制信号进行调节，以调节输入至所述光电探测器的偏压信号。
44、通过监测模块采集光电探测器的输入偏压信号的关键信息，由控制处理模块根据该关键信息，对触发控制信号和/或目标控制信号进行调节，以使控制处理模块根据触发控制信号指定的起始时刻和周期以及目标控制信号指定的电压信号，对输入至光电探测器的偏压信号进行调节。如此，可以实现对输入光电探测器的偏压信号的周期和电压的监测和调节，极大地提升了光电探测器的控制精度，进而能够提升光电探测器所在的激光雷达的测量精度，优化激光雷达的性能。
45、可选的，所述采样关键点的信息包括采样时刻和所述采样时刻对应的采样电压；
46、所述控制处理模块根据所述关键信息，对所述触发控制信号和/或所述目标控制信号进行调节的步骤，包括：
47、所述控制处理模块结合起始点的信息与所有所述采样关键点的信息进行曲线拟合，得到拟合偏压曲线，并将所述拟合偏压曲线与预设的标准偏压曲线进行比对，根据比对结果调节触发控制信号和/或所述目标控制信号；其中，所述起始点的信息包括所述偏压信号的起始时刻和起始电压值。
48、如此，通过控制处理模块将起始点和监测模块采集的偏压信号的采样关键点拟合出偏压曲线，根据偏压曲线和标准偏压曲线的比对结果调节触发控制信号和/或基准控制信，对输入光电探测器的偏压信号进行系统全局调节，在一定程度上避免了因单点突变误差或单点数据延迟等原因而导致调节错误的问题，例如在某一时刻电压值无法传输至控制处理模块，极大地提高了调节精度，进而提高了输入光电探测器的偏压信号的准确度。
49、可选的，所述监测模块采集所述偏压信号的关键信息，并将所述关键信息输入所述控制处理模块的步骤，包括：
50、基准输出模块在接收到所述目标控制信号时，依据预先设定的每个所述监测模块的基准值，输出基准信号至各所述监测模块；其中，所述基准值为标准偏压曲线的多个时刻的电压值，每个所述监测模块的基准信号唯一；
51、所述监测模块采集所述偏压信号的电压值，当所述电压值与所述基准信号的比较结果满足采样条件时，将当前时刻以及所述电压值，作为采样关键点输出至所述控制处理模块。
52、如此，通过每个监测模块在采集的电压值与唯一的基准信号的比较结果满足采样条件时，采集该电压值和当前时刻作为采样关键点，保证各采样关键点均对应不同的时刻和电压值，从而使控制信号拟合出的偏压曲线更为准确，可以进一步提升对光电探测器的输入偏压信号的控制精度。
53、第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括如第一方面中任一种可能的实施方式所述的偏压控制系统。
54、第三方面所述的电子设备的技术效果可以参考第一方面中任一种实现方式所述的系统的技术效果，此处不再赘述。
55、第四方面，本发明实施例提供一种激光雷达，包括发射器和接收器，所述接收器包括光电探测器以及如第一方面中任一种可能的实施方式所述的偏压控制系统。
56、第四方面所述的激光雷达的技术效果可以参考第一方面中任一种实现方式所述的系统的技术效果，此处不再赘述。
57、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
1.一种偏压控制系统，其特征在于，包括监测模块、偏压控制模块、电源模块和控制处理模块；
2.根据权利要求1所述的偏压控制系统，其特征在于，所述采样关键点的信息包括采样时刻和所述采样时刻对应的采样电压；
3.根据权利要求1所述的偏压控制系统，其特征在于，所述监测模块至少为两个，所述偏压控制系统还包括基准输出模块，所述控制处理模块的基准控制端与所述基准输出模块的控制端连接，所述基准输出模块的电压控制端与所述电源模块的输入端连接，所述基准输出模块的基准输出端与所述监测模块的基准输入端一对一连接；
4.根据权利要求3所述的偏压控制系统，其特征在于，每个所述监测模块包括比较器和tdc单元，所述比较器的第一输入端与所述光电探测器的输入端连接，所述比较器的第二输入端与所述基准输出模块的基准输出端连接，所述比较器的输出端与所述tdc单元的输入端连接，所述tdc单元的输出端与所述控制处理模块的输入端连接；
5.根据权利要求4所述的偏压控制系统，其特征在于，当所述触发控制信号为指示下降沿起始时刻的信号时，所述基准值为标准偏压曲线的一个下降沿的多个时刻的电压值，所述比较器的第一输入端为正端，所述比较器的第二输入端为负端；
6.根据权利要求4所述的偏压控制系统，其特征在于，当所述触发控制信号为指示上升沿起始时刻的信号时，所述基准值为标准偏压曲线的一个上升沿的多个时刻的电压值，所述比较器的第一输入端为负端，所述比较器的第二输入端为正端；
7.根据权利要求4所述的偏压控制系统，其特征在于，所述控制处理模块、所述监测模块和所述基准输出模块集成于现场可编程门阵列。
8.根据权利要求5所述的偏压控制系统，其特征在于，所述偏压控制系统还包括多个滤波模块，所述滤波模块的输入端与基准输出模块的一个基准输出端连接，所述滤波模块的输出端与一个所述监测模块的基准输入端连接；
9.根据权利要求1至8中任一项所述的偏压控制系统，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的偏压控制系统，其特征在于，所述偏压控制系统还包括运算放大器，所述运算放大器的输入端与所述光电探测器的输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述监测模块的输入端连接；
11.一种偏压控制方法，其特征在于，所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的偏压控制方法，其特征在于，所所述采样关键点的信息包括采样时刻和所述采样时刻对应的采样电压；
13.根据权利要求11所述的偏压控制方法，其特征在于，所述监测模块采集所述偏压信号的关键信息，并将所述关键信息输入所述控制处理模块的步骤，包括：
14.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的偏压控制系统。
15.一种激光雷达，其特征在于，包括发射器和接收器，所述接收器包括光电探测器以及如权利要求1至10中任一项所述的偏压控制系统。
