【摘要】：隨著城市化智能交通的全面實(shí)行,激光測(cè)距技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)其監(jiān)控系統(tǒng)的核心技術(shù)之一,引起了全世界的關(guān)注。相較于相位式激光測(cè)距,脈沖式激光測(cè)距憑借其快速測(cè)量、無(wú)需合作目標(biāo)的優(yōu)勢(shì)迅速成為交通領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文以智能交通行業(yè)為應(yīng)用背景,對(duì)近程激光測(cè)距儀進(jìn)行詳細(xì)的研究和設(shè)計(jì)。在理論研究方面,通過(guò)建立激光作用距離方程確定了系統(tǒng)回波探測(cè)的各項(xiàng)影響因子,基于此,深入探討了環(huán)境中沙塵散射及背景光引起的噪聲,結(jié)合器件內(nèi)部噪聲,確定了探測(cè)系統(tǒng)的輸出信噪比。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面,本文首先針對(duì)傳統(tǒng)脈沖式激光測(cè)距儀存在的缺陷進(jìn)行了分析,提出了一種改進(jìn)型的技術(shù)方案。隨后,對(duì)激光驅(qū)動(dòng)電路的原理進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)了基于SPL LL90-3的激光發(fā)射系統(tǒng),說(shuō)明了改進(jìn)后發(fā)射時(shí)刻提取電路的實(shí)現(xiàn)方法。接收系統(tǒng)選用了AD500-9作為光電探測(cè)器,輔以帶溫度補(bǔ)償?shù)钠酶邏弘娐?探測(cè)器輸出信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器OPA657兩級(jí)放大后,進(jìn)入恒定比值時(shí)刻鑒別器提取激光結(jié)束時(shí)刻。計(jì)時(shí)系統(tǒng)采用微控制器STM32F103RCT6及高精度計(jì)時(shí)芯片TDC-GP21,通過(guò)軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)了激光飛行時(shí)間間隔測(cè)量的功能。其中為了滿(mǎn)足系統(tǒng)測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍,研究并制作了發(fā)射和接收光學(xué)系統(tǒng),同時(shí)詳細(xì)論述了光路共軸問(wèn)題及其解決方法。最后,通過(guò)制作原理樣機(jī)驗(yàn)證系統(tǒng)方案的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)具有良好的線(xiàn)性度和穩(wěn)定性,為交通監(jiān)控行業(yè)激光測(cè)距技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖１．１激光測(cè)速儀工作原理示意圖逡逑儀在使用過(guò)程中，有以下特點(diǎn)：逡逑度相對(duì)高，＜ｌｋｍ／ｈ。逡逑速儀在測(cè)量運(yùn)動(dòng)中的車(chē)輛時(shí)需保證系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以一般交車(chē)上，停車(chē)靜止使用［１４Ｌ逡逑持激光測(cè)速儀需手動(dòng)瞄準(zhǔn)被測(cè)移動(dòng)目標(biāo)，尤其是高速行駛的車(chē)輛，決此類(lèi)問(wèn)題，國(guó)際上己經(jīng)完成了連續(xù)自動(dòng)測(cè)速的功能。逡逑車(chē)道測(cè)速，雷達(dá)測(cè)速往往無(wú)法明確判斷超速車(chē)輛，而激光測(cè)速儀的管部門(mén)進(jìn)行取證。逡逑車(chē)防撞系統(tǒng)逡逑防撞系統(tǒng)可分為：被動(dòng)式防撞系統(tǒng)以及主動(dòng)式防撞系統(tǒng)。被動(dòng)式防故發(fā)時(shí)，能最大限度地保障車(chē)內(nèi)人員的傷亡程度，主要包括預(yù)警式門(mén)防撞鋼梁及車(chē)身前后吸能區(qū)等，但這種防撞措施無(wú)法避免交通事防撞系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是在事故發(fā)生前，車(chē)內(nèi)智能系統(tǒng)能主動(dòng)識(shí)別動(dòng)相應(yīng)的保護(hù)措施，徹底避免了人身財(cái)產(chǎn)安全受到傷害Ｗ。汽車(chē)安

車(chē)輪廓與車(chē)流量監(jiān)控系統(tǒng)主要用于反映道路交通實(shí)時(shí)通行情況，獲取道路車(chē)輛信息逡逑等值能為交通信號(hào)、交通信息發(fā)布以及交通誘導(dǎo)等交通管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。車(chē)輪廓逡逑與車(chē)流量監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是以激光測(cè)距為基礎(chǔ)，其原理示意圖如圖１．３所示。逡逑□逡逑□邐｜邋Ｄ逡逑＾邋Ａ＜�。簟义蠄D１．３車(chē)輪廓與車(chē)流量監(jiān)控系統(tǒng)示意圖逡逑如圖所示的激光測(cè)距傳感器運(yùn)用激光三角測(cè)量法，將傳感器懸掛于龍門(mén)架上，在掃逡逑描平面內(nèi)形成掃描曲線(xiàn)。當(dāng)來(lái)車(chē)行駛過(guò)掃描平面后，激光測(cè)距傳感器通過(guò)距離信息測(cè)得逡逑一系列掃描曲線(xiàn)，ＭＣＵ控制單元處理這些數(shù)據(jù)，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行技術(shù)、測(cè)速、車(chē)型分類(lèi)，然逡逑后分析計(jì)算占道信息、單位時(shí)間內(nèi)車(chē)流量、車(chē)流平均速度等，再周期性的將道路信息傳逡逑送至監(jiān)控終端，，監(jiān)控終端提取并處理信息后呈現(xiàn)給智能交通系統(tǒng)（ＩＴＳ），為交通調(diào)度和交逡逑通事件告警提供決策服務(wù)。逡逑上述分析可得，這一類(lèi)監(jiān)控系統(tǒng)都是以激光測(cè)距技術(shù)為基礎(chǔ)，目前各國(guó)在激光測(cè)距逡逑技術(shù)上的研究己經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期，但由于綜合國(guó)力和科技水平的高低，激光測(cè)距儀逡逑的研究進(jìn)程和應(yīng)用水平都存在較大的差異。逡逑１．２．２基于激光測(cè)距交通監(jiān)控系統(tǒng)的研宄現(xiàn)狀逡逑基于智能交通系統(tǒng)概念的提出
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN249

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2663194