便携式脉冲激光测距仪的研制
目前，激光测距仪正朝着小型、低功耗和高精度方向发展，本文旨在尝试研制一种高精度的便携式脉冲激光测距仪。首先对激光测距系统进行了深入的理论分析，指出了激光测距仪设计应考虑的影响因素，提出了脉冲激光测距系统的解决方案，主要包括激光发射电路设计，接收电路设计以及高精度时间测量电路设计和软件实现。
发射部分解决了窄脉冲大电流驱动的技术难题，探讨了两种设计方案：一种采用驱动芯片MIC4452的方法，另一种是采用两个三极管做开关电路，实现对电容的快速充放电，这种方法精度更高，且驱动电流大小可控，比较理想。接收电路设计给出了完整的...展开
目前，激光测距仪正朝着小型、低功耗和高精度方向发展，本文旨在尝试研制一种高精度的便携式脉冲激光测距仪。首先对激光测距系统进行了深入的理论分析，指出了激光测距仪设计应考虑的影响因素，提出了脉冲激光测距系统的解决方案，主要包括激光发射电路设计，接收电路设计以及高精度时间测量电路设计和软件实现。
发射部分解决了窄脉冲大电流驱动的技术难题，探讨了两种设计方案：一种采用驱动芯片MIC4452的方法，另一种是采用两个三极管做开关电路，实现对电容的快速充放电，这种方法精度更高，且驱动电流大小可控，比较理想。接收电路设计给出了完整的解决方案，解决了高压偏置电路、前置放大器的设计等技术难题。高精度时间测量电路完成了PCB设计和硬件调试，通过软件编程实现了MSP430单片机和TDC-GP2的数据通信。收起
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高精度脉冲激光测距仪研究
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半导体脉冲激光测距机的硬件电路设计教案.doc 59页
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1引言1.1国内外研究状况及发展趋势激光技术自六十年代以来，已经进入了许多军事技术领域，提供了大量的装备，显著的提高了侦测、识别、导航、指挥、控制、通讯、训练和光电对抗等军事技术，大大的加强了军事打击和防御能力，成为军事“力量倍增器”。它可准确的获得目标的有关特征信息，如目标位置（距离、方位和高度）、运动状态和形状等，从而实现对目标的探测、跟踪、定位和识别。由于激光的频率比微波高三四个数量级，并且波束窄、方向性好和相干性强，因此与微波雷达相比，激光雷达具有测量精度高、分辨率高、抗干扰能力强和隐蔽性好、体积小、重量轻等独特优点，其发展受到许多国家的重视，应用也日益广泛。七十年代，YAG激光器技术日益成熟并开始大量应用于激光测距，八十年代，远程、中程、近程的激光测距主要采用的是YAG激光器，如：坦克、炮队激光测距、大地测量。八十年代半导体激光二极管（LD）技术日趋成熟，随着半导体激光二极管在提高输出功率、改进光束方向性和提高探测器灵敏度等方面不断取得重大进展，LD或LDA（激光二极管阵列）开始应用于中、短程测距，它具有体积小、重量轻、结构简单、使用方便，对人眼安全、性价比高等一系列优点。八十年代，美国Sandia国家实验室研制成半导体激光主动成像雷达导引头试验系统及其信号处理装置；九十年代，该实验室又研制成功非扫描半导体激光主动成像雷达。此外美国科学应用国际公司与美国海军研究室还开展了双模式成像激光雷达的研究；美国Sandia国家实验室还提出了将合成孔径雷达和激光雷达融合为一体的末端制导概念。总之，激光雷达在国外己经进入实用化阶段。由于国外自九十年代就已经开始大力发展LD激光雷达，目前LD激光雷达在中、远程激光雷达应用方面有取代YAG激光雷达的趋势，近年又发展了一种便携式、对人眼安全、无合作目标、低价的适用家庭的LD激光测距仪，既能作为望远镜又具有测距功能，如：1996年下半年美国Bushnell公司推出了测距能力为400码的400型小型、轻便、省电、对人眼安全、低价的LD激光测距机Yardage400（800），已被评为1997年世界一百项重要科技成果之一；1997年Bushnell公司在网上又推出测距能力为800码的800型激光测距仪；1998年美国Tasco公司又推出测距能力为800码的摄像机型LasersiteLD激光测距仪[3]。显然，从测程、测频和小型化等方面来看。上述LD激光测距仪经过改进后，是可以满足末敏弹的测程和定位要求。值得注意的是，美国报道的采用脉冲测距原理的高重复率激光雷达演示系统已实现10KHz的测频，测程2公里，测距精度为±50mm，距离分辨率为±14mm，可以对建筑物等景物成清晰的距离象。国内在微型化LD激光测距仪方面的研究尚处于发展阶段，有些单位有该项研究的报道。其中中国计量大学光电子所与国内外合作开发了LD两种型号（一种光学三分离式的；一种接收与瞄准结合的光学望远镜式的）低价、省电、便携式的激光测距机，测距能力达1Km，测距精度为±1m。1.2本文的主要内容本文主要是关于超小型脉冲激光测距电路部分的设计和研制。其具体内容包括脉冲激光的发射和接收的硬件电路模块、高精度计数模块、控制模块及数据采集。其中高精度计数和控制模块是超小型脉冲激光测距机的核心部分，是关键之所在。1.脉冲激光的发射电路模块的设计及研制这一模块主要是设计一个驱动电路，用来驱动850nm波长的高性能半导体激光二极管SPLLL85发射脉冲激光（结合光学系统）。其中所要解决的问题是如何产生频率重复率高达10KHz的脉冲激光信号，该脉冲信号脉冲宽度必须小于25ns，由测距的范围（300m）决定，单次光脉冲信号的能量不能小于10W。2.光信号的接收和放大及整形模块这一部分是决定高精度技术模块是否能工作的前提。其中首要解决的问题是如何利用高性能的光电转换器件（Si-APD）接收到能量达到10-9W量级的微弱回波信号（结合光学系统）；然后是利用合适带宽放大器对接收到的脉冲宽度约为25ns脉冲电信号进行放大（放大器的带宽不能小于80MHz，否则会导致放大后的波形失真，脉冲被展宽），如何提取出利用告诉比较器对信号进行滤波，滤除背景光和电路引起的噪声，来获得获得“高纯度”的脉冲触发信号供后续电路使用。3.高精度计数模块它是决定测距精度的核心部分，也是超小型脉冲激光雷达的核心部分。由于特殊的使用场合，首先主要解决使用低频晶振来产生高频率（125MHz）、高稳定度（小于±10ppm）的时钟基准，然后是利用这个时钟基准作为计数器和控制电路的基准信号，设计高时间分辨率计数电路，使电路时间分辨率达到2ns，并且有稳定的重复测距率（10KHz）和抗干扰性能。4.计数结果输出模块这一部分主要解决的问题是如何对15Mb/s计数的结果进行高速采集。分析并行口和串行口在
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基于脉冲激光测距系统设计.doc 74页
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基于脉冲激光测距系统设计
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本科毕业设计（论文）基于脉冲激光的测距系统设计燕山大学2015年6月PAGE\*MERGEFORMATIII 本科毕业设计（论文）基于脉冲激光的测距系统设计学院：电气工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：学号：指导教师：答辩日期：日
燕山大学毕业设计(论文)任务书学院：电气工程学院系级教学单位：仪器科学与工程系学号1101学生姓名专业班级精仪11-2题目题目名称基于脉冲激光的测距系统设计题目性质1.理工类：工程设计（）；工程技术实验研究型（?）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）。2.文管类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）。题目类型1.毕业设计（?）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（?）主要内容1.掌握脉冲激光法测距的基本原理，了解影响测量性能的因素；2.以二极管激光器作为激光发射源，设计激光测距系统，主要包括脉冲激光发射电路、激光接收电路，并用仿真软件进行模拟分析。基本要求1.完成激光测距系统的总体方案设计；2.完成关键部件的选型与设计；3.通过仿真软件对所设计系统进行模拟、调试；4.按照燕山大学电气学院本科生学位论文撰写规范完成毕业设计说明书（论文）的编写。参考资料1.刘锋，脉冲半导体激光测距机的研制及应用[J]，红外与激光工程，20032.周炳琨，激光原理[M]，国防工业出版社，20013.朱林泉，现代激光工程应用技术[M]，国防工业出版社，2008周次1—4周5—8周9—12周13—16周17周应完成的内容熟悉任务，查阅相关资料，完成设计方案和技术分析。关键部件的选型、设计、分析和计算。完成算法与硬件电路设计，对系统进行仿真调试。整理数据，完成论文。制作PPT，准备答辩。指导教师：徐伟职称：讲师日系级教学单位审批：年月日摘要PAGE\*MERGEFORMATPAGE\*MERGEFORMATI 摘要激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优点，所以，利用激光传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，激光测距是目前应用最普遍的一种，本课题介绍了激光传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT87C51单片机的性能和特点，并在分析了激光测距的原理基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT87C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示激光测距的硬件电路和软件设计方法，该系统设计合理，工作稳定，能量良好，检测速度快，计算简单，易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业应用的要求。并且应用TDC-GP21时间测量原理，设计了基于TDC-GP21的时间间隔测量单元。关键词　激光；测距；单片机；TDC-GP2燕山大学毕业设计（论文）第1章绪论PAGE\*MERGEFORMATIIPAGE\*MERGEFORMATIAbstractLaser?possesses?high?brightness,?high?directional,?high?monochromatic?and?high?coherenceandsoforth,therefore,combiningthelasersensortechnologyandautomaticcontroltechnologyinthedistancemeasurement,laserrangingisoneofthemostpopularapplications.Theprincipleandcharacteristicsoflasersensorareintroducedinthispaper,andtheperformanceandcharacteristicsofAT87C51singlechipmicrocomputer.Andonthebasisofanalyzingtheprincipleoflaserranging,theideaandtheproblemofthedesignofrangingsystemarepointedout.Thehardwarecircuitandsoftwaredesignmethodoflowcost,highprecisionandmicrodigitaldisplayofthecoreofAT87C51microcontrolleraregiven,thesystemisreasonable,stable,andenergyisgood,thedetectionspeedisfast,andthecalculationissimple.Andthe
正在加载中，请稍后...&&&&&&&上海宽智电子科技有限公司，成立在中国大陆的销售公司。负责美国圣尼诺产品在中国区域的推广、宣传、销售、技术指导及售后服务等事项。其产品主要有:测距仪,激光测距仪,激光测距望远镜等仪器仪表.
公司名称：上海宽智电子科技有限公司
公司地址：上海市杨浦区本溪路61号
24小时热线电话：400-997-2577
电&&& 话：021-&&&&
传&&& 真：021-
手&&& 机：
联系人：王小姐
邮 & &箱：&
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激光测距仪应用于无人机防撞系统
发布时间： 15:40:34&&&&&&
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大家都知道现在无人机这个概念很火,什么植保无人机等等,这些都是以后的趋势,但是无人机在空中飞的时候很害怕撞到别的物体,而且一撞到基本就废了,所以科学家们就要做出无人机的防撞系统出来,而且这个防撞系统正好用到了,下面小编我就来为大家讲讲激光测距仪应用于小飞机防撞系统的一些知识.
激光测距技术已广泛应用在国防军事和生产交通等众多领域 ,已有许多产品问世 ,但是现有商用激光测距仪 ,在体积、 重量、 功耗、 重复频率等方面还不能满足无人机的应用需求。机载小型激光仪要求的测量距离相对较近 ,而又要求其体积、 重量和功耗小 ,因此光电效率高的半导体激光器测距仪是合适的解决方案
传统半导体激光测距仪通过分离元件处理激光收、 发信号从而测量光脉冲往返时间 ,使得电路较复杂 ,调试困难 ,精度及可靠性相对差 ,体积、 重量也较大。本文采用目前在电子工程领域广泛应用的可编程逻辑器件(PLD) 进行收发信号处理 ,该器件的使用使得整机重量、 功耗都大幅度降低 ,而系统可靠性却得到提高。同时由于可编程逻辑器件可以在系统编程 ,方便了系统调试 ,产品升级
下面我们看看科学家们的实验测试数据:
1) 100 m 范围内对于树梢、 斜墙等低反射率目标均能正常工作。对于白墙等高反射率目标 ,其测量范围可达 150～200 m。 玻璃等镜面反射物体不可测量。
2) 测量精度不随测量范围的变化而改变 ,保持& 1
3) 数据提供率典型值为 25 次/ s ,最高可达50 次/
4) 系统盲区 3 m ,最大功耗不超过 625 mW。
　　 基于大功率窄脉冲半导体激光器、 高灵敏度雪崩光电探测器、 复杂可编程逻辑器件和电感升压式高压偏置电源 ,研制出适合于无人驾驶小飞机防撞系统应用的机载小型激光测距仪 ,整机重量不大于100 g ,功耗不大于625 mW ,测量范围100 m ,分辨率 & 1 m ,符合无人驾驶小飞机防撞系统应用要求。
&&&&&&& 从以上我们大家可以看出激光测距仪的应用以及前景还是不错的!
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