基于LiFi通信技術(shù)的旋轉(zhuǎn)式激光雷達研制.pdf

1、旋轉(zhuǎn)式激光雷達(LiDAR，Light Detection and Ranging)是一種集激光技術(shù)、雷達技術(shù)和光機電一體化技術(shù)于一體的主動式探測技術(shù)，已成為獲取空間三維數(shù)據(jù)的一種重要技術(shù)手段。旋轉(zhuǎn)式激光雷達具有探測范圍廣、精度高、速度快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在軍事、汽車、SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)建圖、火災(zāi)救援、無人機避障與路徑規(guī)劃以及煤礦下巷道變形監(jiān)測等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。<

2、br>　　本文在詳細剖析傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式激光雷達系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，主要從旋轉(zhuǎn)式激光雷達的數(shù)據(jù)傳輸方式、旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)方式、控制器編程方式等方面進行改進:
　　首先，針對傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式激光雷達系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間采用電刷通信導致的壽命低、轉(zhuǎn)速慢的問題，提出了替代傳統(tǒng)電刷的基于LiFi(Light Fidelity)的全雙工無線通信系統(tǒng)進行旋轉(zhuǎn)式激光雷達旋轉(zhuǎn)部分與固定部分間的數(shù)據(jù)傳輸。
　　其次，根據(jù)旋轉(zhuǎn)式激光雷達的測量距離和測

3、量速度需要，選擇了合適的激光測距傳感器;同時，為了解決旋轉(zhuǎn)部分供電問題，設(shè)計了無線供電模塊，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)式激光雷達的特點設(shè)計了中空式的永磁式無刷電機，來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式激光雷達旋轉(zhuǎn)部分的供電與旋轉(zhuǎn);并設(shè)計了機殼等相關(guān)結(jié)構(gòu)。
　　再次，使用LabVIEW for STM32編程環(huán)境分別對旋轉(zhuǎn)式激光雷達旋轉(zhuǎn)部分與固定部分的控制器進行了程序編寫,并對上位機數(shù)據(jù)處理軟件進行了程序設(shè)計，從而構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)式激光雷達的軟件系統(tǒng)部分。
　　最后，對旋