本文選題：脈沖式激光測距　切入點(diǎn)：遙測　出處：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步,許多大型建筑應(yīng)運(yùn)而生。安全監(jiān)測作為建筑物質(zhì)量的保證,對于大型建筑的安全運(yùn)行有著不可替代的作用。采用高新技術(shù)建立有效、完善的安全監(jiān)測管理體系,不僅可以實(shí)時(shí)地掌握建筑的形變信息、分析形變趨勢、發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患,還有利于采取相應(yīng)的預(yù)防措施,降低損失。因此,安全監(jiān)測工作對大型建筑以及人們的安全顯得尤為重要。本文設(shè)計(jì)了具有可靠性好、易操作、成本低等優(yōu)勢的監(jiān)測系統(tǒng),旨在實(shí)現(xiàn)對被測對象位移的高精度遙測。本文基于激光測距原理確定了系統(tǒng)的總體方案,并對脈沖激光發(fā)射系統(tǒng)、回波信號接收系統(tǒng)以及測時(shí)儀進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析,具體如下:①采用TTL電路完成了激光器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì),并完成了In Ga As APD的接收電路以及信號整形電路的設(shè)計(jì)。通過實(shí)際電路仿真與測試,成功探測到測時(shí)儀所需的脈沖信號源。②利用專業(yè)測時(shí)芯片TDC_GP2完成了測時(shí)儀對的研究,系統(tǒng)包括芯片TDC_GP2、MSP430單片機(jī)和LABVIEW上位機(jī)。單片機(jī)為TDC_GP2芯片寫入控制字,SPI串口完成單片機(jī)與TDC_GP2之間的通信,R232串口完成上位機(jī)與單片機(jī)之間的通信。同時(shí),本文基于LABVIEW提出了一種對數(shù)據(jù)處理的篩選平均法,并基本實(shí)現(xiàn)了自動化測量、數(shù)據(jù)處理等工作。最后,利用FPGA驗(yàn)證了測時(shí)儀的精度,實(shí)驗(yàn)表明:通過篩選平均法的引入,測時(shí)儀的精度可提高至5ps以內(nèi),相當(dāng)于1mm以內(nèi)的測距精度。③本文通過光纖搭建了激光測距系統(tǒng),進(jìn)行了實(shí)際模擬測試,并取得了一定的實(shí)驗(yàn)效果。在整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成之際,對本系統(tǒng)進(jìn)行了分析與總結(jié),并指出了系統(tǒng)的不足以及需改進(jìn)的地方。通過本文的研究,提出了一種基于激光測距的高精度、實(shí)用化的遙測系統(tǒng),為大型建筑安防監(jiān)管體系的建設(shè)打下了基礎(chǔ)。
[Abstract]:With the development of economy and the progress of science and technology, many large buildings emerge as the times require. As a guarantee of building quality, safety monitoring plays an irreplaceable role in the safe operation of large buildings. The perfect safety monitoring management system can not only grasp the deformation information of the building in real time, analyze the deformation trend, find out the hidden danger of safety, but also help to take the corresponding preventive measures and reduce the loss. The work of safety monitoring is very important to the safety of large buildings and people. This paper designs a monitoring system with the advantages of good reliability, easy operation and low cost. Based on the principle of laser ranging, the overall scheme of the system is determined, and the pulse laser transmitting system, echo signal receiving system and time measuring instrument are designed and analyzed. The details are as follows: 1. The laser drive circuit is designed by using TTL circuit, and the receiving circuit and signal shaping circuit of in GaAs APD are designed. The pulse signal source .2 needed for the successful detection of the time measuring instrument has completed the research of the time meter pair by using the professional time chip TDC_GP2. The system includes the chip TDCGP2MSP430 and the LABVIEW PC. The MCU writes the control word SPI to the TDC_GP2 chip to complete the communication between the MCU and the TDC_GP2 and the R232 serial port to complete the communication between the PC and the MCU. At the same time, the communication between the PC and the MCU is completed. In this paper, a screening averaging method for data processing is proposed based on LABVIEW, and the work of automatic measurement and data processing is basically realized. Finally, the accuracy of time measuring instrument is verified by FPGA. The precision of the time measuring instrument can be improved to less than 5 PS, which is equivalent to the ranging precision within 1 mm in this paper, the laser ranging system is built through optical fiber, and the actual simulation test is carried out, and some experimental results are obtained. When the design of the whole system is finished, This paper analyzes and summarizes the system, and points out the shortcomings of the system and the place to be improved. Through the research of this paper, a high-precision and practical telemetry system based on laser ranging is proposed. For the construction of large-scale building security supervision system laid the foundation.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU196;TH744.5

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