在基于脈沖飛行時間（TOF）測量原理的激光測距技術(shù)中,由于激光脈沖回波光強大動態(tài)范圍變化,這會對測距精度帶來較大影響,無法滿足對遠(yuǎn)距離高精度距離測量的需求。本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種利用光學(xué)衰減器減光的激光脈沖回波信號光強控制系統(tǒng),并利用本系統(tǒng)將不同幅度的激光脈沖回波光強調(diào)節(jié)到一個固定范圍內(nèi),以此來減小由于回波光強變化所引起的走離誤差,提高測距精度。論文完成的主要工作有:首先,根據(jù)測距儀的脈沖參數(shù)確定本系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù),確定了回波光強控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,之后對系統(tǒng)動態(tài)范圍和走離誤差進(jìn)行理論分析和計算,并利用一個閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)來進(jìn)行回波光強的調(diào)節(jié)。其次,完成納秒級窄脈沖峰值保持電路設(shè)計,并實現(xiàn)對激光脈沖回波信號光強的檢測;根據(jù)回波光強的動態(tài)范圍設(shè)計光學(xué)衰減器并選用合適步進(jìn)電機,完成衰減器驅(qū)動電路設(shè)計;完成基于單片機和FPGA的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計,并編寫控制程序。最后,搭建了回波光強控制系統(tǒng)實驗裝置,進(jìn)行控制系統(tǒng)的分模塊測試,測試結(jié)果表明,回波光強控制系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確的檢測重復(fù)率為lOKHz、發(fā)射脈寬為15ns的激光脈沖回波光強;進(jìn)行整個系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試,驗證了本系統(tǒng)對于回波光強控制的有效... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２單閾值前沿定時鑒別法??

?Ｌ＿ｊ?＊？?ｔ??圖１－４雙閾值脈寬誤差補償方法??Ｆｉｇ．１－４?Ｄｕａｌ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ?ｅｒｒｏｒ?ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ?ｕｓｉｎｇ?ｅｃｈｏ?ｐｕｌｓｅ?ｗｉｄｔｈ??２）恒比定時鑒別法??恒比定時鑒別法［２６］通常需要選取恒定的觸發(fā)比（一般為５０％），定時特征點為回??波信號的幅值的恒定比例位置［２７］。該方法的好處是定時點只與脈沖信號上升沿的恒定??比例有關(guān)，且定時特征點應(yīng)盡可能在回波脈沖上升沿１０％？９０％線性度較好的區(qū)間內(nèi)，??這樣可以有效消除由于回波信號的幅度變化所引起的走離誤差。但同時對電路的衰減??系數(shù)、延遲時間以及響應(yīng)時間都有較高的要求［２８］。??Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ??＾?ｖ?（ｂ）?Ｖｇ?＜＇??＿？，六??ｉｎｐｕｔＳｉｇｒｓ＊＾：??＊＊?Ｄｅｊｇｙ＾?Ｓｉｇｆｓａｌ：?ＶＣｔ－ｙ??／?＼／／＼．?＼?Ｓｉｇｎａｌ?ａＶ｜ｔ）??Ｔｈｅ??故１卻?＿＞？—－？?ｏｆ?ｅｃｈｏｆＫｉｓｅ?一??：．．．．．．．．．－．．．．．．???〇Ｉ�。欤�???，ｅｄｕｃｓｓ?丁?ｔｉｍｅ??￣｜?？ＶｔｔＪ?Ｓ?Ｖａ?“??Ｉ——Ｉ?▼?｜／Ａ＼??ａＶＧ??＼?ｔｉｍｅ??、—－＊？?Ｔｈｅ?＾ｒｎｉｎｇ?ｆｘｔｍｔ?ｈ?ｔｍｃｔｉｒｎｇｅｄ??圖１－５恒比定時鑒別法??Ｆｉｇ．１－５?Ｃｏｎｓｔａｎｔ－ｆｒａｃｔｉｏｎ?ｔｉｍｉｎｇ?ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ??恒比定時鑒別法的基本原理如圖１－５?（ａ）所示，回波信號ｖ＜〇分成兩路，一路經(jīng)??過延遲為ｖ

、—－＊？?Ｔｈｅ?＾ｒｎｉｎｇ?ｆｘｔｍｔ?ｈ?ｔｍｃｔｉｒｎｇｅｄ??圖１－５恒比定時鑒別法??Ｆｉｇ．１－５?Ｃｏｎｓｔａｎｔ－ｆｒａｃｔｉｏｎ?ｔｉｍｉｎｇ?ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ??恒比定時鑒別法的基本原理如圖１－５?（ａ）所示，回波信號ｖ＜〇分成兩路，一路經(jīng)??過延遲為ｖ，〇砧，延遲時間為如另一路經(jīng)過固定衰減器變?yōu)椤叮�，（〇，衰減因子為ｃｃ。??兩路信號上升沿的交點即為定時點，所以比較器輸出信號的零點位置即為定時特征??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]PWM技術(shù)在電機驅(qū)動控制中的應(yīng)用[D]. 劉偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[2]基于ARM和FPGA的嵌入式開發(fā)平臺設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 柴固恒.廈門大學(xué) 2009
[3]基于ARM和DSP的嵌入式實時圖像處理系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 孫詠.浙江大學(xué) 2005



本文編號：2956671