本文關(guān)鍵詞：基于自觸發(fā)的脈沖激光測距系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 自觸發(fā) 脈沖激光測距 時間間隔測量 TDC-GP21

【摘要】：基于激光測距技術(shù)在探月工程中發(fā)揮的重要作用以及在各行各業(yè)廣闊的應(yīng)用前景,通過對激光測距方法對比分析,選擇了脈沖式激光測距,然后針對脈沖式激光測距精度較低的缺點,提出了自觸發(fā)脈沖激光測距的方法,解決了傳統(tǒng)測距多次測量求取平均值所帶來的問題。除此之外,為了進一步提高測距精度,選用高精度時間間隔測量芯片TDC-GP21。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了自觸發(fā)脈沖激光測距系統(tǒng)整體方案,主要包括自觸發(fā)單元、激光發(fā)射單元、激光接收單元、時間間隔測量單元等部分。論文主要從兩個方面進行了研究,其一是對激光測距系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進行了充分研究,根據(jù)設(shè)計要求確定了最終方案,然后選擇合理的激光發(fā)射和接收器件,對各單元電路進行了分析與設(shè)計,并根據(jù)電路圖進行仿真實驗,確定測距系統(tǒng)各單元電路的可行性,同時制作了TDC-GP21硬件電路板,選擇STC89C85RD+作為主控芯片;其二是進行了系統(tǒng)的軟件設(shè)計,包括主控芯片單片機程序設(shè)計和調(diào)試,串口程序設(shè)計和調(diào)試,上位機軟件開發(fā)等工作。論文結(jié)合自觸發(fā)測量方法和TDC-GP21高精度時間間隔測量芯片提高了測距精度,并進行了傳統(tǒng)非自觸發(fā)測量方法和自觸發(fā)測量方法的對照實驗,通過對實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,驗證自觸發(fā)測量方法能夠提高測距精度。
【關(guān)鍵詞】：自觸發(fā) 脈沖激光測距 時間間隔測量 TDC-GP21
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN247
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 論文研究背景及意義8-9
• 1.2 激光測距技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r9-11
• 1.3 課題來源11-12
• 1.4 論文主要工作和組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第2章 激光測距原理及整體方案設(shè)計14-26
• 2.1 激光測距系統(tǒng)概述14
• 2.2 激光測距原理分析14-17
• 2.2.1 脈沖式激光測距14-15
• 2.2.2 相位式激光測距15-16
• 2.2.3 測距方法選擇16-17
• 2.3 自觸發(fā)測量方法17-21
• 2.3.1 自觸發(fā)測量方法原理17-18
• 2.3.2 自觸發(fā)測量方案設(shè)計18-21
• 2.4 激光測距系統(tǒng)整體方案設(shè)計21-23
• 2.4.1 激光測距系統(tǒng)設(shè)計要求21
• 2.4.2 自觸發(fā)脈沖激光測距系統(tǒng)整體方案21-23
• 2.5 系統(tǒng)可行性分析23-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 發(fā)射單元與接收單元設(shè)計26-50
• 3.1 激光發(fā)射單元26-31
• 3.1.1 激光發(fā)射器件的選型26-27
• 3.1.2 窄脈沖信號發(fā)生電路分析27-29
• 3.1.3 激光二極管驅(qū)動電路分析29-30
• 3.1.4 激光發(fā)射單元電路設(shè)計30-31
• 3.2 激光接收單元31-44
• 3.2.1 光電探測器的選型31-35
• 3.2.2 接收單元電路分析35-37
• 3.2.3 PIN接收單元放大電路設(shè)計37-38
• 3.2.4 APD接收單元放大電路設(shè)計38-44
• 3.3 時刻鑒別電路44-48
• 3.3.1 時刻鑒別原理以及方法概述44-46
• 3.3.2 時刻鑒別電路設(shè)計46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第4章 高精度時間間隔測量單元設(shè)計50-66
• 4.1 時間間隔測量原理50-52
• 4.1.1 電子計數(shù)法50-51
• 4.1.2 模擬內(nèi)插法51-52
• 4.1.3 延遲線內(nèi)插法52
• 4.2 時間間隔測量器件選擇52-53
• 4.3 基于TDC-GP21的高精度時間間隔測量單元設(shè)計53-63
• 4.3.1 TDC-GP21參數(shù)及工作原理53-55
• 4.3.2 TDC-GP21硬件電路設(shè)計55-57
• 4.3.3 微控制器的選擇57-58
• 4.3.4 硬件程序設(shè)計58-61
• 4.3.5 上位機程序設(shè)計61-63
• 4.4 TDC-GP21測量結(jié)果計算及校準(zhǔn)測量原理63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第5章 系統(tǒng)實驗研究及結(jié)果分析66-74
• 5.1 實驗平臺搭建及實驗方案66-69
• 5.1.1 實驗平臺66-67
• 5.1.2 實驗方案設(shè)計67-69
• 5.2 實驗結(jié)果69-73
• 5.3 誤差分析73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 總結(jié)與展望74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-82
• 致謝82

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡見祥;;脈沖與時間間隔測量[J];陜西天文臺臺刊;1992年01期

2 陳虎成,安琪,張鵬杰,王硯方;高精度短時間間隔測量系統(tǒng)[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);1999年01期

3 肖路;;高精度時間間隔測量技術(shù)與方法探析[J];黑龍江科技信息;2014年06期

4 王錦紅;龍燕;;應(yīng)用模擬內(nèi)插法實現(xiàn)納秒級精度時間間隔測量[J];科技廣場;2013年09期

5 崔培奎;李正矗;許春影;;基于時間數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)的超短時間間隔測量[J];電子技術(shù)與軟件工程;2013年09期

6 黃民雙;龍騰宇;劉慧慧;張澤;;基于正弦曲線的高精度脈沖激光測距時間間隔測量技術(shù)[J];中國激光;2014年08期

7 張延;黃佩誠;;高精度時間間隔測量技術(shù)與方法[J];天文學(xué)進展;2006年01期

8 黃軍芬;黃民雙;孫亞玲;黃繼強;;基于偽非均勻采樣的高精度時間間隔測量方法[J];光電子.激光;2012年10期

9 陳瑞強;江月松;;脈沖激光測距的時間間隔測量方法[J];光學(xué)學(xué)報;2013年02期

10 劉彬;黃震;王穎;張玉存;;脈沖測距時間間隔測量的數(shù)學(xué)模型及改進方案[J];光電子.激光;2009年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王玨;莊人遴;吉朋松;;多用途時間間隔測量系統(tǒng)[A];第7屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（一）[C];1994年

2 施韶華;李孝輝;張慧君;;基于TDC-GPX的多通道時間間隔測量系統(tǒng)設(shè)計[A];2009全國虛擬儀器大會論文集（一）[C];2009年

3 施韶華;李孝輝;;基于USB接口的多通道時間間隔測量系統(tǒng)設(shè)計[A];2009全國時間頻率學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

4 朱威;郭唐永;李祝蓮;;FPGA在時間測量中的應(yīng)用[A];新世紀(jì)觀測技術(shù)發(fā)展及防震減災(zāi)青年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

5 張軍;姬晨;;皮秒時間間隔測量方法綜述[A];2005年全國時間頻率學(xué)術(shù)交流會文集[C];2005年

6 李X;曾光宇;;基于TDC的短時間間隔測量[A];2010中國儀器儀表學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)大會（論文集1）[C];2010年

7 史春波;賈曉東;吳環(huán)寶;李盛;;一種基于DSP的高精度時間間隔測量的方法[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

8 車震平;;高精度時差測量在GPS馴服銣鐘中的應(yīng)用[A];2009全國時間頻率學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李旭;8358所突破超精密時間間隔測量技術(shù)[N];中國航天報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 孟升衛(wèi);高速精密時間間隔測量及應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 王海;精密時頻測量和控制技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

3 杜保強;基于異頻信號的群相位量子化處理及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋欣悅;基于TDC-GPX高精度時間測控系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 楊惠強;基于自觸發(fā)的脈沖激光測距系統(tǒng)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

3 劉惠英;時間間隔測量教學(xué)實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2011年

4 楊俊;基于TDC與FPGA精密時間測量技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];中國科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所);2012年

5 辜新宇;多通道精密時間間隔測量系統(tǒng)的研制[D];中國科學(xué)院研究生院（國家授時中心）;2013年

6 李華棟;多通道光電時間間隔測量系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

7 李琳;基于時—空關(guān)系的時間間隔測量[D];西安電子科技大學(xué);2008年

8 楊喜光;基于時空轉(zhuǎn)換的短時間間隔測量[D];西安電子科技大學(xué);2007年

9 劉慧慧;脈沖激光測距高精度時間間隔測量技術(shù)研究[D];北京石油化工學(xué)院;2015年

10 張家瑋;基于FPGA軟核處理器NIOSII的高精度時間間隔測量儀[D];天津工業(yè)大學(xué);2008年

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本文編號：995317