激光測距系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、在自動化車庫、海關(guān)貨箱搬運的工程實踐中，時常要對相對位置進行檢測，并對相關(guān)區(qū)域進行監(jiān)控。在監(jiān)控過程中，為了防止人或者其他異物進入?yún)^(qū)域，需要對區(qū)域進行快速、密集的距離數(shù)據(jù)采集測量，防止事故的發(fā)生。激光測距系統(tǒng)由于其測距速度快、體積小、不易受電磁干擾等特點而被大量應(yīng)用與自動化立體車庫中。因此，設(shè)計一種能夠快速進行區(qū)域位置檢測與監(jiān)控的激光測距系統(tǒng)就顯得尤為重要了。
　　本文詳細(xì)討論了一種可以實現(xiàn)高速掃描的激光測距系統(tǒng)。為了滿足應(yīng)用背景要

2、求，在分析了解激光測距各種原理以及其各自的優(yōu)缺點之后，選取合適的激光測距方法，根據(jù)激光測距過程設(shè)計了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)以及利用控制系統(tǒng)完成對系統(tǒng)各個部分的協(xié)調(diào)控制，最后并對系統(tǒng)各部分分別進行設(shè)計。文章首先分析了激光脈沖發(fā)射系統(tǒng)對測距精度的影響因素和對發(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)動芯片產(chǎn)生高質(zhì)量的激光脈沖作為測距信號。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，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轉(zhuǎn)換為電壓信號，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提取有用信號作為時間間隔測量的終止信號。在時間測量方面，首先詳細(xì)分析了時間測量的誤差來源，并介紹了多種減少時間間隔測量的誤差方法，本文結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用需求，選擇采用FPGA作為時間數(shù)字測量平臺，運用數(shù)字插補法能對時間進行快速、精確的測量，實現(xiàn)時間測量模塊的單片集成，減小了電路面