基于LiFi通信技術(shù)的旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)研制.pdf

1、旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)(LiDAR，Light Detection and Ranging)是一種集激光技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)和光機(jī)電一體化技術(shù)于一體的主動(dòng)式探測(cè)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(dá)具有探測(cè)范圍廣、精度高、速度快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在軍事、汽車(chē)、SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)建圖、火災(zāi)救援、無(wú)人機(jī)避障與路徑規(guī)劃以及煤礦下巷道變形監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。<

2、br>　　本文在詳細(xì)剖析傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)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(dá)的數(shù)據(jù)傳輸方式、旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方式、控制器編程方式等方面進(jìn)行改進(jìn):
　　首先，針對(duì)傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間采用電刷通信導(dǎo)致的壽命低、轉(zhuǎn)速慢的問(wèn)題，提出了替代傳統(tǒng)電刷的基于LiFi(Light Fidelity)的全雙工無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)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(dá)的測(cè)量距離和測(cè)

3、量速度需要，選擇了合適的激光測(cè)距傳感器;同時(shí)，為了解決旋轉(zhuǎn)部分供電問(wèn)題，設(shè)計(jì)了無(wú)線供電模塊，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了中空式的永磁式無(wú)刷電機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部分的供電與旋轉(zhuǎn);并設(shè)計(jì)了機(jī)殼等相關(guān)結(jié)構(gòu)。
　　再次，使用LabVIEW for STM32編程環(huán)境分別對(duì)旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部分與固定部分的控制器進(jìn)行了程序編寫(xiě),并對(duì)上位機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，從而構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的軟件系統(tǒng)部分。
　　最后，對(duì)旋