【摘要】：激光測距技術作為一種結構簡單、安裝方便、抗干擾能力強的高精度遠距離測量方法,不僅在國防軍事領域得到廣泛關注,也在民生領域占據著重要地位。但是在軍事偵察、資源勘探以及地理測繪等作業(yè)環(huán)境較為復雜的工作領域,若測距系統(tǒng)的體積過于龐大,將造成使用人員攜帶不便,增加勞動強度。因此,研究設計具有高集成度與小型化優(yōu)良性能的激光測距系統(tǒng),滿足人們便捷攜帶的使用需求,提高系統(tǒng)使用的靈活性。通過分析比較不同測距方法的工作機理,選擇了在中遠距離范圍內擁有較高精度的相位式測距法。針對系統(tǒng)增加測量距離與提升測距精度之間存在的矛盾,采用了多測尺技術;選用差頻測相原理,在保證信號相位差不變的同時,降低了后續(xù)信號調理電路的難度;采用自動數字測相法簡化系統(tǒng)結構,利于系統(tǒng)集成小型化。依據理論分析,提出了一套基于ARM的系統(tǒng)總體設計方案。設計了包括基于ARM的主控模塊、激光調制及發(fā)射模塊、激光接收及調理模塊各功能電路的硬件系統(tǒng),并完成了基于ARM的相關軟件開發(fā)。選擇了適于系統(tǒng)設計要求的激光二極管與APD,完成了激光調制、發(fā)射、接收、調理以及波形轉換等硬件電路的分析研究與設計;實現了基于AD9959芯片的DDS信號發(fā)生源硬件電路設計與基于ARM的驅動程序開發(fā);完成了相位差檢測、測距總體程序的軟件設計,實現了測距信號的采集與顯示。通過實驗,完成了各模塊硬件電路的功能性測試;搭建了測距實驗平臺,完成了測距系統(tǒng)的量程、精度及穩(wěn)定性性能測試,實現了系統(tǒng)在0.200m-30.000m測距范圍內最大測量誤差為?20mm,并在測距范圍內的近程、中程、遠程階段,隨機選取一處距離進行了50次重復性實驗,驗證了系統(tǒng)測距功能的可靠性;完成了系統(tǒng)在測量不同被測目標時測距性能的分析研究。
【圖文】：

方法的選擇距作為目前應用較廣的非接觸測量方式，按照測距機理的不同，，53]、干涉測距[54]、三角測距[55]以及相位測距[56]。脈沖測距法氣中的傳播速度為 c，在儀器與被測物之間來回一次花費的時間為時間 t 之間的關系為：12L ct 于脈沖技術的激光測距示意圖，微處理器驅動脈沖發(fā)生器發(fā)射出脈擋后形成回波信號，經光電轉換元件轉換為電信號，信號調理電器中，直接測定得到光在系統(tǒng)與測量目標之間來回一次花費的時距離且顯示。

圖 2-2 基于干涉原理的激光測距示意圖.2-2 Laser ranging diagram based on interference prin用的激光具有波長短及單色性優(yōu)良等特性，別的距離或者測量物體的形變。但在較大的號的干涉結果出現錯誤，產生測量誤差，而作用。法思義就是被測目標、光源及接收單元三者呈源發(fā)射出的激光遇到被測面反射回來之后達測距單元進行計算及顯示。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH71;TN249

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本文編號：2674136