激光測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、在自動(dòng)化車庫(kù)、海關(guān)貨箱搬運(yùn)的工程實(shí)踐中，時(shí)常要對(duì)相對(duì)位置進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。在監(jiān)控過(guò)程中，為了防止人或者其他異物進(jìn)入?yún)^(qū)域，需要對(duì)區(qū)域進(jìn)行快速、密集的距離數(shù)據(jù)采集測(cè)量，防止事故的發(fā)生。激光測(cè)距系統(tǒng)由于其測(cè)距速度快、體積小、不易受電磁干擾等特點(diǎn)而被大量應(yīng)用與自動(dòng)化立體車庫(kù)中。因此，設(shè)計(jì)一種能夠快速進(jìn)行區(qū)域位置檢測(cè)與監(jiān)控的激光測(cè)距系統(tǒng)就顯得尤為重要了。
　　本文詳細(xì)討論了一種可以實(shí)現(xiàn)高速掃描的激光測(cè)距系統(tǒng)。為了滿足應(yīng)用背景要

2、求，在分析了解激光測(cè)距各種原理以及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)之后，選取合適的激光測(cè)距方法，根據(jù)激光測(cè)距過(guò)程設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)以及利用控制系統(tǒng)完成對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部分的協(xié)調(diào)控制，最后并對(duì)系統(tǒng)各部分分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。文章首先分析了激光脈沖發(fā)射系統(tǒng)對(duì)測(cè)距精度的影響因素和對(duì)發(fā)射模塊的要求后，系統(tǒng)采用專用集成 MOSFET和電容的激光二極管和專用的驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)生高質(zhì)量的激光脈沖作為測(cè)距信號(hào)。其次在激光脈沖接收單元中，介紹多種光電轉(zhuǎn)換器件如雪崩二極管和PIN光電二極管等的

3、優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇使用低噪聲的PIN光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換器件，利用專用的電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)增益可調(diào)放大器件再次放大后利用高速電壓比較器來(lái)提取有用信號(hào)作為時(shí)間間隔測(cè)量的終止信號(hào)。在時(shí)間測(cè)量方面，首先詳細(xì)分析了時(shí)間測(cè)量的誤差來(lái)源，并介紹了多種減少時(shí)間間隔測(cè)量的誤差方法，本文結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用需求，選擇采用FPGA作為時(shí)間數(shù)字測(cè)量平臺(tái)，運(yùn)用數(shù)字插補(bǔ)法能對(duì)時(shí)間進(jìn)行快速、精確的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)時(shí)間測(cè)量模塊的單片集成，減小了電路面