本文關(guān)鍵詞：車(chē)載三維成像激光雷達(dá)系統(tǒng)研究

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【摘要】：目前,激光雷達(dá)不僅在軍事上起到了重要的作用,而且發(fā)揮其測(cè)程大、精度高、反應(yīng)速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣,發(fā)展越來(lái)越迅速,具有較高的實(shí)用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。車(chē)載三維成像激光雷達(dá)采用脈沖式測(cè)量原理,能夠裝載在車(chē)輛上實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量、三維地圖繪制、自動(dòng)導(dǎo)航與無(wú)人駕駛等功能,是激光雷達(dá)的前沿性應(yīng)用。本文對(duì)車(chē)載三維成像激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行了有理論深度和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究,并考慮了車(chē)載環(huán)境和實(shí)際應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)出了一款滿足實(shí)際要求的激光雷達(dá)。本文的主要研究?jī)?nèi)容由以下幾部分構(gòu)成:首先,詳細(xì)設(shè)計(jì)和分析了車(chē)載三維成像激光雷達(dá)的系統(tǒng)構(gòu)成原理,并給出預(yù)期指標(biāo)要求,選取滿足系統(tǒng)需求的激光器和光電探測(cè)器。其次,根據(jù)整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和所選取的激光器和探測(cè)的匹配要求,確定了發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)和接收光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)要求,利用ZEMAX軟件完成了兩部分光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化與性能分析,保證所設(shè)計(jì)兩部分光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,滿足系統(tǒng)目標(biāo)要求。再次,對(duì)車(chē)載三維成像激光雷達(dá)的控制電路系統(tǒng)部分進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)和各部分電路功能劃分,在此基礎(chǔ)之上,對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)電路部分、信號(hào)接收電路部分和信號(hào)處理電路部分進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和分析,從而構(gòu)成完整的控制電路系統(tǒng)部分。最后,對(duì)系統(tǒng)的主要誤差來(lái)源進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,具體分析了APD電路的噪聲誤差,激光脈沖引起的誤差、系統(tǒng)延遲,時(shí)間測(cè)量單元誤差和器件響應(yīng)及電路延遲引起的誤差等。
【關(guān)鍵詞】：激光雷達(dá) 激光器 光學(xué)系統(tǒng) 電路設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN958.98
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究的目的意義8-9
• 1.2 激光雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 國(guó)外激光雷達(dá)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 車(chē)載激光雷達(dá)技術(shù)14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀簡(jiǎn)析14-15
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 激光雷達(dá)工作原理及方案設(shè)計(jì)16-23
• 2.1 激光雷達(dá)的工作原理16-18
• 2.1.1 脈沖式激光雷達(dá)工作原理17
• 2.1.2 相位式激光雷達(dá)工作原理17-18
• 2.1.3 其他激光雷達(dá)工作原理18
• 2.2 總體方案設(shè)計(jì)18-20
• 2.3 器件選取20-22
• 2.3.1 激光器的選取20-21
• 2.3.2 光電探測(cè)器的選取21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-44
• 3.1 發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-32
• 3.1.1 發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)選取23-27
• 3.1.2 發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及性能分析27-31
• 3.1.3 發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)發(fā)散角的研究31-32
• 3.2 接收光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)32-43
• 3.2.1 接收光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)選取32-33
• 3.2.2 接收光學(xué)系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)及性能分析33-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第4章APD信號(hào)處理電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析44-56
• 4.1 控制電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)44
• 4.2 激光器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)44-50
• 4.2.1 驅(qū)動(dòng)電路原理44-48
• 4.2.2 驅(qū)動(dòng)電路工作方式48-50
• 4.3 APD信號(hào)接收電路50-51
• 4.4 信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)51-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 系統(tǒng)誤差分析56-59
• 5.1 APD電路噪聲誤差56-57
• 5.2 激光脈沖引起的誤差57
• 5.3 時(shí)間測(cè)量單元誤差57-58
• 5.4 器件響應(yīng)時(shí)間及電路延遲引起的誤差58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 呂冰;鐘若飛;王嘉楠;;車(chē)載移動(dòng)激光掃描測(cè)量產(chǎn)品綜述[J];測(cè)繪與空間地理信息;2012年06期

2 彭孝祥;張興敢;;一種改進(jìn)的脈沖式激光測(cè)距儀的設(shè)計(jì)[J];電子測(cè)量技術(shù);2008年06期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張樂(lè);激光雷達(dá)發(fā)射和接收光學(xué)系統(tǒng)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

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本文編號(hào)：926818