激光测距技术十篇

激光测距技术 篇1

关键词：桥式起重机,激光测距,条码定位,定位系统

当前桥式起重机定位控制方面研究缺乏从本质上解决定位精度差效率低,运行过程不平稳等问题。为了解决这些问题,我们提出采用激光测距器和条码定位仪作为测距测速传感器,将变频器和PLC相结合,实现精确的绝对认址及闭环控制。该系统已成功应用在天津太钢有限公司罩式退火炉(40+10) t天车上,并取得显著的应用效果。

1 桥式起重机定位工作方式

桥式起重机作为一种现代化的大型搬运机械,是物料装配系统中一种重要的设备,其以方便快捷、省时省工、载重量大等优点,在钢铁、港口等行业生产中应用广泛且作用显著。桥式起重机从结构上主要由桥架、大车小车行走机构、起升装置、司机室等部分组成。本定位系统主要是指对起升装置的吊钩进行水平面定位,而吊钩水平运动的载体是大小车行走机构,因此对吊钩的定位转化为对大小车行走机构的定位。桥式起重机定位工作原理为:在生产车间内将起重机作业区域分为以x,y,z 3个坐标为方向的三维运行空间,如图1所示。

其中起重机的大车行走机构(下称大车)沿车间两侧上方墙壁铺设的钢轨作横向运行,设运行方向为x;小车行走机构(下称小车)在大车上运行,相对其作纵向运动,设运行方向为y;吊钩在垂直方向运动,设运行方向为z(本定位系统主要针对x,y方向定位,故不对z方向定位进行阐述)。

为了精确快速地检测行走机构的实时运行位置,方便操作人员对起重机作业进行控制,由分别安装在起重机大车、小车上基于激光技术的测距传感器在x,y,z三维空间坐标上对起重机行走机构运行位置和吊钩高度进行精确测量,并将相应的信号传给上位机处理并显示吊钩的实时坐标以便操作人员监控。

2 桥式起重机定位系统设计

根据桥式起重机总体控制方案以及机械结构的控制要求,确定定位系统硬件结构的设计方案,系统电气控制的结构框图如图2所示。系统硬件电路由主控制器部分,传感器检测单元部分,变频器执行单元部分,以及外围扩展接口设备部分等组成。

2.1 定位系统

在本设计中为解决原有桥式起重机定位过程中所存在的定位不准确、效率低的问题使用基于激光技术的条码定位仪与激光测距器重新设计了定位系统的传感器检测单元。这种基于激光技术的测距方式,改变了原有的定位思路,是一种非接触测量方法,实现了在定位过程中的绝对认址。

激光测距器由电脉冲驱动产生激光束,激光束经过安装在大车一端的反射板反射,通过接收镜头返回接收元件,产生电脉冲再经过计算电脉冲的时间间隔(发射脉冲及接收脉冲),通过传感器的微处理器处理后,输出模拟量信号(4～20 mA或DC 0～10 V两种输出方式)。即得出相应的激光器距放射板的距离,也就是x方向的坐标。在保证1 mm 重复精度的情况下测距范围可从30 cm 到300 m[1]。其工作原理如图3所示。

条码定位仪是一种新型的条码阅读器,它集合了激光技术与旋转编码器的优点,通过读取行进路线上的条型码带确定准确位置,可有效地实现绝对认址甚至曲线定位。条码定位仪由两部分组成:激光条码读取头和条码带。工作原理是将条码读取头安装在大车上,条型码带全程安装在行走轨道中,当大车在轨道上行走时,安装在大车上的条码读取头实时地扫描3个条码,利用可见的红色激光从条码带可测定毫米级的位置值,附在条码带的信息就可以通过条码阅读器读出。最后通过内置的解码器把大车当前的位置信息输出至PLC[2]。

本定位系统所用的条码定位仪和激光测距器,都属激光测距方式,为非接触测量。应用该技术于本定位系统上具有如下优势: 1)采用绝对认址方式,相对于目前广泛采用的编码器(属相对认址方式)可靠性和精确性更高; 2)所得到的数字信号,精度高,且和上位机通信便捷,可以实时确定大车、小车的位置,易于实时监控;3)获得的位置信息模拟信号与起重机位置成线性关系,进行简单转换可得到起重机大车、小车当前运行的准确速度,便于调速和停准[1]。

2.2 控制系统

本定位系统控制部分设计方案在保留原桥式起重机控制系统结构和机械系统结构的基础上,采用以工控机(IPC)作为上位机,以可编程控制器(PLC)作为下位机的控制模式构成。采用双控制结构体系各部分功能如下。

2.2.1 下位PLC控制系统

由于PLC可靠性高、抗干扰能力强、循环周期短、指令集功能强大,并且采用模块化、无风扇结构,易于实现分布式的配置,因此适用于复杂环境和工况条件下的现场控制[3]。

下位机PLC主要作为I/O控制站负责对测距传感器的位置信号进行采集并利用各种数字量、模拟量模块完成实时数据采样、报警信号检测与输出,以及对变频器等执行机构进行控制。

2.2.2 上位工控机控制系统

工控机作为上位机能够进行复杂的算法运算和数据处理,具有良好的人机界面并能够保存大量数据,方便管理控制。所以选用工控机作为核心,对PLC以及现场检测执行设备监控管理并对过程数据进行处理。这样可以极大地提高控制系统的可靠性和灵活性,增加系统的监控和管理水平,便于用户的程序开发和应用。

工控机查询并读取PLC内部数据通道的数据信息,进行数据分析和处理,在人机界面实时显示起重机当前运行状态以及位置、高度信息等实时数据,并用数据库加以管理和记录。操作人员通过上位机监控界面向现场执行设备发出控制指令,控制行走机构准确运行到指定位置。在运行过程中工控机通过预先设定的控制策略并根据测距传感器反馈回来的信号处理后实时调整变频器的频率值, 使机车先以较高的速度运行到接近目的地址的位置,然后平稳地减速到较低的速度运行,在到达目的地址时制动停准,实现起重机运行位置与速度的闭环控制。较好地满足了桥式起重机作业中高速运行、换速平稳、低速停准的速度控制和准确定位要求。克服天车变速时的速度曲线拐点所带来的运行不平稳等问题,使之更为圆滑,将天车的起步、停车以及变速能够更加平稳。

2.3 数据通信

在本定位系统中,工控机、PLC、输入输出模块、传感器、变频器、光电开关等电气设备之间数据传输采用基于PROFIBUS-DP的现场总线技术。PROFIBUS-DP现场总线技术不依赖设备制造厂家,利用其开放性可以方便快捷地进行自动化系统中控制设备与传动装置以及分布式I/O的通信,各种自动化设备均可通过同样的接口交换信息,可以取代4～20 mA模拟量信号传输。PROFIBUS-DP现场总线通信速率为19.2kb/s～12 Mb/s,通讯数据包为244字节,因此其传输速度快、数据量大以及可扩展性等优点极大地满足了现场需要[45]。

在本定位系统的数据传输中,一方面上位机的控制命令和调度命令必须准确无误地下发到下位机,下位机的数据采集终端必须要将采集到的各种在线数据准确、迅速地送到PLC和工控机,例如条码定位仪扫描条码测定位置值,通过内置的解码器把大车当前的位置信息由PROFIBUS-DP总线输出至PLC。另一方面,由于起重机出厂时其各项运行参数均保存在下位机PLC中,为了进行上位计算机和下位控制器通讯,采用PROFIBUS-DP现场总线实现数据交换,以备系统数据分析、处理与显示。完成这两个方面功能的关键在于数据通讯,本设计采用PROFIBUS现场总线技术实现了多个设备之间的数据共享和协调控制。如图4所示。

3 结论

文中对桥式起重机定位控制系统进行研究,采用基于激光测距技术的测距传感器,与变频器和PLC相结合实现精确的绝对认址及闭环控制。运行表明,本定位系统明显提高对生产工具和原料的定位精度,从传统的±20 cm提高到±3 cm以内,同时达到桥式起重机更为高效平稳运行的目的。完成同样的工作量只需原有时间的三分之一,这样显著提高了运行效率。

参考文献

[1]王勇军,周奇才.自动化仓库堆垛机高速运行控制技术[J].起重运输机械,2003(1):27-29.

[2]李小平.基于BPS的堆垛机速度控制与认址方法研究[J].起重运输机械,2008(12):13-15.

[3]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

[4]刘锴.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

激光测距技术 篇2

《光电技术实验》是我校光电科学与工程学院一门独立的专业实验课程, 其地位与专业理论课程相当, 是本科生的必修课程之一[5]。在实验内容上, 光电技术实验分为基础型实验、技术型实验、应用型实验和综合型实验四种。基础型实验主要是对基本的概念、原理等进行验证;技术性实验的主要目的让学生掌握或了解某一项技术;应用型实验的主要目的是让学生熟悉某一种实验设备 (主要是装备) 的工作原理, 掌握其使用和基本的维修方法, 例如微光夜视仪与红外热像仪的使用实验、军用光电经纬仪实验等;综合型实验则涵盖到多门理论知识和多种技术方法。不同类型的实验所需要的实验设备也有所不同, 本文从实验教学仪器的角度出发, 探讨如何利用市场上成熟的商用光电设备来实现实验教学的目的。

1 教学仪器分类

随着国家经济的发展, 对教育事业的投入越来越多, 可用于教学仪器购置的经费也随之增多。教学仪器这个巨大的市场引起了商家广泛的注意, 各种各样的教学仪器层出不穷。大体来讲, 实验教学系统可以分为以下三类。

(1) 分立元件型。实验系统由分立的光学、机械和电子元器件组成, 需要学生自己按照实验原理动手搭建光路, 调试并观察实验现象。

(2) 实验箱型。实验设备集成度较高, 所有设备装在一个实验箱中, 光路、电路等基本不需要调整, 实验专用性较强, 即一套实验系统完成某一个特定的实验目的。

(3) 商用设备, 包括通用设备和专用设备。通用设备如示波器、直流电源等需求量较大且通用性较强, 既可以用于实验教学中, 也可以用于科研和生产一线。本文探讨的重点在于某些特定的工业仪器, 比如激光测距机、电子经纬仪等。这类仪器设备本身在市场上流通较广, 更多的用于工业生产和建设中。

以上三种实验设备中, 基础性实验中分立元件型实验系统较多, 对学生动手能力起到很好的锻炼作用。而对实验箱型实验, 实验仪器和实验内容比较固定, 有些实验系统对于学生动手的难度要求较低。对某些自我要求较低的学生而言, 可能会削弱其钻研精神[6]。而对于商用型专用设备而言, 目前使用比较少, 可能还没有引起重视。下面, 本文以工业用激光测距机完成激光测距的原理与应用实验为例, 说明某些工业仪器设备的利用与开发价值。

2 激光测距实验

激光测距机按其所使用的激光的特性, 可分为脉冲激光测距机和连续波激光测距机两种。脉冲激光测距机可用于步兵及炮兵侦察员的测距和指示, 各种车用的测距和指示等方面;相位激光测距机则常用于日常短距离 (数百米) 的高精度尺寸的测量中。

连续波激光测距采用相位法, 利用激光器对目标发射一束调制的连续激光, 再接收由目标返回的调制的光回波, 通过测量发射的调制激光光束和接收的调制光回波之间的相位差来获得目标的距离。

为了对连续波激光测距机的原理和工作方式进行演示, 实验室购买了Leica Disto A5测距机, 如图1所示。该测距机广泛应用于工业测量与日常生活中, 可实现距离、面积、体积等几何量的测量。

为了观察连续波激光测距机所发出激光的波形, 更深入了解其工作原理, 还需要做一个简单的开发, 即制作一个光电探测器, 将激光信号转化为电信号, 然后输入到示波器中进行观察。

通过示波器对电信号的显示, 可以观察到连续波激光测距机所发出的激光是一个正弦振幅调制的光波, 测距机就是利用发出和接收到激光束的相位差来测量测距机和目标之间的距离的。实际实验时, 会观察到该激光测距机的调制信号中有两个频率, 在低频调制的基础上增加了一个高频调制, 以保证其测距精度。

由此可见, 利用工业用激光测距机, 并进行一个简单的配套电路开发, 即可实现连续波激光测距的原理与工作方式演示。

3 讨论

通过对激光测距实验的介绍, 可以得到一个结论, 即一些商用的光电产品也可以完成实验的教学任务。当然, 要更深入的了解实验设备的原理和结构, 可能需要做进一步的工作, 比如连续波激光测距实验中光电探测电路的制作。

作为理论教学的继续和延伸, 实验教学已经受到越来越高的重视, 对实验室的投入也随之增多。本文仅仅从设备配置的一个方面着眼, 阐述了容易被忽略的商用工业仪器设备的利用与开发, 希望能够抛砖引玉, 对实验室的建设方面有一定的参考价值。

参考文献

[1]唐远林, 朱肖平.军队院校开设创新实验探索与实践[J].实验室研究与探索, 2005, 24:10-11.

[2]吴能表, 田红, 黄麟, 等.加强本科实验教学的探索与实践[J].实验室研究与探索, 2005, 24:74-75.

[3]李少玲, 张向红, 刘凯, 等.实施开放实验, 提高学生素质[J].实验室研究与探索, 2006, 25:1569-1570.

[4]周金鹏, 施建华, 秦石桥, 等.专业课程实验教学的改革与实践[J].光学技术, 2007, 33:313-316.

[5]胡浩军, 毛宏军.《光电技术实验》课程建设的实践探索[A].2006-2010教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会第七次全体委员会议论文集[C], 2009:143-147.

激光测距技术 篇3

1 基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统功能和技术指标

1.1 功能

（1）对岸桥下各条车道上作业的空载和重载集卡进行精确对位，以便集卡预先准确地停在岸桥起吊位置。

（2）自动识别各种箱型，包括单45英尺集装箱、单40英尺集装箱、单20英尺集装箱、双20英尺集装箱、罐式集装箱、液货集装箱和平板集装箱等。

（3）进行多车道测量，自动识别集卡车型及其行驶方向。

（4）采用发光二极管（Light Emitting Diode，LED）显示屏显示集卡定位信息，及时提示集卡司机调整停车位置，实现集卡向前、向后快速对位，并使作业区域亮度满足全天候作业的要求。

（5）在集卡未停到位的情况下，对吊具下降采用限制策略，以保证人车安全。

（6）为防止集卡拖拽吊具，在集卡完成对位后，LED显示屏提示集卡司机停止移动车辆；当岸桥完成装箱或卸箱操作且吊具起升到一定高度后，LED显示屏提示集卡司机驶离操作区域。

1.2 主要技术指标

激光检测距离为30 m；激光测量误差为；集卡对位误差小于100 mm；工作温度为 30～50€癈；存储温度为 30～70€癈；湿度为100%；防护等级为室外IP65。

2 基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统构架及工作原理

2.1 构架

基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统的主要设备包含旋转云台、激光扫描测距仪、系统控制器、LED显示屏等（见图1），其中，系统控制器上部署集卡对位控制软件。这些设备与岸桥上原有的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）系统、司机室控制台和功能启停选择开关共同实现系统功能。

岸桥司机通过操作台按钮实现对车道的选择和系统的设置，设置信息主要包括岸桥下集装箱起吊作业车道、作业类型等。系统控制器通过与PLC以PROFIBUS-DP总线接口的方式获取当前作业的吊具操作模式、作业类型等。为方便岸桥边作业人员调整集卡作业车道，在岸桥下设置与系统控制器相连的车道调整开关，以便对云台进行调整。激光扫描测距仪将数据发送至系统控制器，系统控制器据此识别集卡的行驶方向、位置及其偏离岸桥基准起吊点的距离；同时，系统控制器从PLC获取吊具操作模式、开闭锁信号和起升高度等信息，并将集卡偏离岸桥起吊点的方向和距离、作业车道、操作模式、行驶方向等信息实时显示在LED显示屏上，提示司机调整集卡停车位置，对准岸桥起吊点。如果集卡向后偏离岸桥吊具起吊点的距离大于安全距离，系统禁止吊具下放，以保护人车安全；当系统收到开闭锁信号且吊具起升至一定高度时，LED显示屏提示集卡司机驶离，以防止集卡拖拽吊具。

2.2 工作原理

2.2.1 激光扫描测距原理

在集卡车道上方的岸桥横梁中部安装可编程控制转动角度的云台，该云台在岸桥横梁下垂直于集卡车道的平面内旋转；在云台上安装1台激光扫描测距仪，激光沿平行于集卡车道中心线的方向对集装箱及集卡平板车顶面立体扫描测距；激光扫描测距仪跟随云台转动，实现对岸桥下6条集卡车道的扫描测距（见图2）。激光扫描测距仪测得从扫描测距点到码头地面的垂直高度及从测距点到岸桥起吊点中心的距离，同时设定车道测距范围，将初始设定的数据储存在系统控制器内的ARM9微处理器中。当激光扫描测距仪对集卡车道进行测距时，微处理器控制云台旋转角度，云台带动激光扫描测距仪旋转扫描车道上的物体，并通过微处理器的计算，得到被测物体的高度及其与测距点的距离。通过微处理器的计算和分析，系统识别出所测集卡和集装箱的形状，判断集卡的位置及其偏离岸桥基准起吊点的距离，同时将集卡偏离岸桥起吊点的数据显示在LED显示屏上，以便集卡司机调整集卡停车位置。

2.2.2 LED显示屏对位显示原理

LED显示屏通过安装支架固定在岸桥海侧和陆侧基础梁前后，距地面高度约3 m，屏幕中心高度与集卡司机视线高度一致。LED显示屏采用红色、黄色、绿色3种颜色显示，分为5个显示区域（见图3）：操作模式用红色和绿色显示，绿色为单20英尺集装箱作业模式，红色为双20英尺集装箱、40英尺集装箱和45英尺集装箱作业模式；集卡行驶方向用红色显示；集卡对位方向“向前”和“向后”用绿色箭头显示，对位后用红色表示停止，驶离时用绿色显示；当前扫描作业车道号用黄色显示；集卡对位偏离距离用红色显示，单位为厘米。

2.2.2.1 集卡对位方向

集卡对位方向采用红色和绿色显示：当系统控制器识别出操作区域内有集卡进入时，对应的对位方向显示为绿色箭头；当集卡调整到位后，显示为红色横杠，此时禁止集卡移动；当岸桥完成装箱或卸箱操作后，显示为绿色横杠，提示集卡可以驶离操作区域。

2.2.2.2 集卡对位偏离距离

集卡对位偏离距离显示为红色，显示范围为“000”至“299”，单位为厘米，该区域表示集卡当前位置与正确的停车位置之间的距离。当集卡停车到位时显示“000”；当岸桥完成卸箱或装箱操作时，显示为“---”，此时允许集卡驶离操作区域；当操作区域内没有集卡进入时，也显示为“---”。

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2.2.3 激光扫描测距定位过程

激光立体扫描可以对岸桥下6条车道进行集装箱测距定位。首先，选择扫描的车道，步进电机转动使得激光扫描测距仪锁定在当前车道；然后，判断集卡的行驶方向及车头位置。当扫描测距系统测得单40英尺集装箱或单20英尺集装箱时，微处理器控制系统根据集装箱中心位置判断定位；当扫描测距系统测得40英尺集装箱或前后装载2个20英尺集装箱时，为区分这2种集卡装载状态，系统根据集卡行驶状态及测得的数据进行分析，判断集卡装载状况，确定集卡停车位置。当集卡装载前后2个20英尺集装箱分别起吊时，按照集装箱装卸工艺，集卡先进入前载20英尺集装箱测距范围，前载20英尺集装箱定位起吊后，系统判断后载20英尺集装箱中心位置并自动定位。当双箱吊具同时起吊集卡装载的前后2个20英尺集装箱时，测距定位过程与40英尺集装箱大致相同。岸桥下空载集卡测距定位判断方法与重载集卡相同。空载集卡平板车有大梁和横梁，激光测到的数据不在同一平面上，可以通过图形扫描和程序算法判断平板车上的基准点进行测距定位。

3 基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统安全防护功能

3.1 防止吊具误砸集卡和司机

在岸桥作业过程中，岸桥司机需要经常切换吊具操作模式。当吊具操作模式从单20英尺集装箱作业切换到40英尺集装箱作业时，若集卡司机未注意到吊具模式已切换，仍将集卡停在前载20英尺集装箱作业位置，同时岸桥司机由于视线被遮挡而未注意到下方集卡未停到位，继续下放吊具，则会造成安全事故。此外，若集卡司机未停车到位或停车到位后未拉起手刹，则集卡可能在风力影响下移动，从而造成安全事故。

为防止在集卡未停到位的情况下吊具下放误砸集卡和司机，系统通过激光扫描测距仪实时检测集卡偏离距离，并从PLC获取开闭锁信号及吊具起升高度，以便当集卡偏离距离大于安全距离时，对吊具下降采用限制策略，从而保证人车安全。系统对每次防护进行记录，以便事后查找和分析问题。

3.2 防止集卡拖拽吊具

在岸桥作业过程中，吊具空载或重载起升至一定高度后，才允许集卡从岸桥下驶离。集卡司机一般通过目测判断吊具是否已升至安全高度，其弊端为：集卡司机经常仅凭经验驾驶集卡，加之通过集卡后视镜观察存在一定误差，容易使司机误判，导致集卡司机在吊具未完全脱离集装箱或集装箱未完全脱离集卡的情况下开动集卡，引起岸桥吊具锁头被拉坏、起升钢丝绳损坏等事故。

为防止集卡拖拽吊具，在集卡完成对位后，系统通过LED显示屏提示集卡停止移动；同时，系统实时从PLC获取开闭锁和吊具起升高度信息，当岸桥完成装箱操作（即系统检测到开锁信号）且吊具起升高度达到5.5 m时，LED显示屏提示集卡司机驶离操作区域。卸箱操作安全防护与装箱操作类似，当吊具由空载变为重载且吊具起升高度达到时，LED显示屏提示集卡司机驶离操作区域。

4 基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统应用效果

4.1 消除不安全因素

基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统实现集卡的准确对位，使岸桥司机通过LED显示屏掌握集卡停车位置，从而能够一次性起吊集装箱，减少吊具与集装箱及集装箱与集卡之间的撞击，确保作业安全。

4.2 减轻集卡和岸桥司机劳动强度

在传统岸桥作业模式下，集卡司机需要目测吊具起吊点，反复调整和移动集卡；在集卡自动定位系统作业模式下，集卡司机只须查看对位数据便能实现集卡与岸桥的一次性准确对位，大大减轻劳动强度。

4.3 提高集装箱装卸效率

根据统计分析，在同岸桥、同司机的情况下，从吊具下降至车道上方岸桥横梁抓取40英尺集装箱，到吊具起吊集装箱过岸桥横梁，采用集卡自动定位系统的岸桥完成该过程的平均时间是，而未采用集卡自动定位系统的岸桥完成该过程的平均时间是，前者比后者节约时间。按岸桥装卸效率/h计算，基于激光扫描测距技术的集卡自动定位系统使集装箱装卸效率提高9.84%。

4.4 提升经济效益

（1）提高效率，增加收入。集卡自动定位系统的应用使码头集装箱装卸效率提升9.84%，按码头年作业箱量800万TEU计算，可增加作业箱量 78.72万TEU；按收入（扣除成本） 200元/TEU计算，每年可增收万元。

（2）节约能耗，减少成本支出。在传统岸桥作业模式下，吊具与集装箱平均对位 2 次。集卡自动定位系统的应用减少岸桥吊具重复对位次数，按吊具单次起升或下降耗电及电费0.8元/kW计算，可节省电费0.28元/TEU；按码头年作业箱量800万TEU计算，可节约电费224万元/年。

5 结束语

基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统的应用不仅有利于提高集装箱码头人机交互作业安全性，而且能降低岸桥和集卡司机的劳动强度，提高码头装卸效率，增加码头收入，减少能源消耗，降低生产成本，为集装箱码头带来一定经济效益和社会效益。目前，该集卡自动定位系统已成功应用于青岛前湾三期集装箱码头的5台岸桥上，并取得良好的应用效果。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2016-06-21）

激光测距技术 篇4

现如今市场上激光测距仪的品牌种类众多，产品功能和品质参差不齐，而解决这些困扰我们问题的办法就是想明白几个问题后，再有针对性的查看技术指标对号入座。如，你需要用激光测距仪解决哪些问题？运用到什么行业领域的工作中？购买预算是多少？以及更多问题等。只有知道自己需要什么，才能从根本中找到适合的激光测距仪。下面列出的几项技术指标是购买的先决条件，能够帮助你精准判断、确定激光测距仪。

一、测量范围

用于室内还是室外？测量距离的范围都应该是要事先考虑好的，一般测距仪分为四大类型：手持式短距离测距仪、单筒中远距离测距仪望远镜、双筒远距离测距望远镜、以及超远距离测距望远镜。手持式短距离测距仪在50米至200米范围内；单筒中远距离测距仪望远镜在600米至1500米；双筒远距离望远镜1200-3000米以上；超远距离测距望远镜3500米以上。1、50米至200米左右的测距仪 1）D210 D210价格约为1760元，是一款高精度短距离测量的测距仪。测距范围在0.05～80m，测距误差为±1.0mm，精准的测量。测量功能包括最小/最大值跟踪测量,面积累加、体积、存储、勾股、放样、基准位置切换、加减等等。是瑞士Leica徕卡手持式激光测距仪中畅销款。

2）PD-E PD-E是一款测量距离为0.001至200米的手持激光测距仪，是HILTI喜利得PD40升级款。整个外观小巧、精致，拿在手里，放在口袋里都很方便，专注户外，多能合一。更为简单易用的操作菜单。通过真实可见的望远镜红点直接锁定测量目标，阳光直射，超远距离，选点测量，皆有可能。E-Paper电子纸屏，无惧强光，助您快速准确的完成一天的测量工作。价格在3500元左右。2、600米至1500米的测距仪

600米至2000米的算是中远距离的测距仪了，很多品牌都有比较代表性的一款。1）600L 600L具有非常高的性价比，仅需要1500元，6倍的放大倍率，21mm的超大口径，传承美国的激光核心技术，整个机器从外观到内部零件质量紧固耐用。针对不同测量场景的四种模式，测距、扫描、旗杆锁定、雾天模式，是测距+测速于一体的激光测距仪。适合高尔夫等户外休闲运动使用。Onick欧尼卡特有的多层镀膜光学镜头，保证了更好的透光率，确保了测量精度的准备和观测效果。

2）800LH 800LH是Onick欧尼卡测距、测高、测角一体机，测量范围在3米-800米，800LH也是自上市以来最为畅销的机型，欧尼卡800LH测距仪,采用6倍的放大倍率和24mm的口径，视野内LCD显示，多层光学镀膜，高透光率，即使在800米的距离，也能清晰地观测到测量目标，是中远距离野外测距的首选工具。价格约为3060元。

3）1000AS 1000AS是一款多功能激光测距仪，与众不同的外观设计，外带1.8寸蓝色液晶显示屏，和视野内LCD同步双显示直观便捷读取数据，Onick欧尼卡1000AS测距仪不仅是测距、测高、测角一体机，同时还能测量矩形、圆形面积和周长，相当于一台小型的掌上全站仪。测距灵敏，在电力、电信等部门广泛运用。价格约为4220元

4）1500T 1500T激光测距仪外观设计和800L差不多，在此基础上外配太阳能面板，能够太阳能蓄电，即使在户外测量工作遇到电池电量低时可以在有太阳光线环境下充电。Onick欧尼卡1500T是测距、测高、测角、测速一体机，测量范围在4米至1500米，精度误差为1米，通过高反射目标可达2000米。目前在市场中拥有太阳能蓄电的测距仪，仅有欧尼卡T系列有，价格约为3160元。3、1200米—3000米的测距仪 1）1800ARC 1800ARC观察、测量于一体 舒适双目测距望远镜。Onick 欧尼卡ARC系列将激光技术与双筒望远镜相结合。让您在使用双筒望远镜的同时，也能确切知道你与目标距离有多远，不再只是粗略的估计距离，让您可以掌控所有的关键因素！BAK4棱镜、多层全镀膜精磨打造镜片，保证清晰，明亮、锐利的图像。42毫米的物镜直径，让您得到视野宽广的观测效果。即使在日落的暮色下也能确保轻易的获得稳定和出色的成像。价格不到1万。

2）LRM2200SI LRM2200SI是加拿大NEWCON纽康单筒激光测距仪，测量距离为10-2200米，精度误差为1米。可米码切换，可测距、测速、测方位角，可与纽康夜视仪相接，形成昼夜两用的全天候激光测距仪夜视仪。7倍的放大倍率和25mm的物镜口径，有三脚架接口，可以稳固定位测量，提高准确率，可记录10次测量数据，便于监测。自动“最后目标”可透过树枝、篱笆等稀疏障碍物直接测量垢面的目标，自动“雨天”测量模式，可消除落雨对测量的影响。价格是6800元。

3）LRB3000PRO LRB3000PRO是纽康最畅销、最具代表性的双目激光测距仪。目前在市场已经有仿造它的号称俄罗斯的品牌产品，外观几乎一致，但是测距功能还是不一样的，所以购买LRB3000PRO时需要认准商家在购买它的量程在10米到3000米，可以测量方位角，同样支持三脚架安装和调出10次测量数据记录。价格在31500元。4、3500米以上的测距仪

1）LRB4000CI 纽康LRB4000CI中程激光测距望远镜LRB4000CI纳入光电子，激光技术，电子设计的最新成果。这些望远镜组合无与伦比的光学系统与先进的数据处理算法。测距仪使用即时飞行时间的高精度延迟方法测量距离和速度。LRB4000CI还提供RS-232接口，使即时数据采集由电脑或外部GPS接收器。在LRB4000CI实现浇注算法大大提高了测量的可靠性不利的测量条件（雨，雪，灌木，电线等）低功耗（一节电池持续超过5000次测量！），符合人体工学橡胶装甲体，长眼救济，简单的两键式操作，使观察和距离测量更准确、舒适。

2）LRB6000CI 加拿大Newcon（纽康）LRB6000CI结合优秀的光学与最新的先进技术。在光学和电子工程修订后的办法，结合多年的激光测距技术的发展使得获取目标在更长的距离有更好的可靠性下的天气条件更宽的范围。这种模式可以让你看到远处的物体与伟大的图像质量以及它测量距离的对象（最多6平方公里），它的仰角，方位角和速度-尽在其中。计算机输出允许即时数据采集由任何系统标准RS-232接口，包括各种型号GPS。该器件具有门控能力和目标选择的变量逻辑。

3）LRB12K 该LRB12K内置当今胜过任何手持激光测距仪双目。这个单位包了几乎无限组性能特点到MIL-SPEC的外形，可以处理任何专业的操作人员可以抛出自己的方式。一个12000米（NATO目标）测量范围，内置数字磁罗盘，内置GPS接收器，晶莹剔透的LED显示屏，并在LRB12KNIGHT一个第三代夜视最小的出口FOM>1600通道组合成一个宝贵的力量倍增器。该装置几乎不需要维护，很少作战训练。通过USB和RS-232接口，该LRB12K和LRB12KNIGHT可进行远程操作，他们已存储的数据导出，并与外部GPS系统和弹道计算机进行通信。

二、测量精度

激光测距仪的一般测量精度都能达到±1米/码，但是欧尼卡有几款款测距仪在可以达到±0.5米，比如Onick欧尼卡AS系列600AS、800AS、1000AS、1200AS激光测距仪。

1）1200AS 1200AS是一款测量距离1200米的测距仪，测量水平距离+垂直高度+俯仰角，测距、测高、测角一体机。在电力部门、电信安全监管广泛运用。另外它还能够测矩形面积、周长；测圆面积、周长；测带角度的矩形面积与周长；测带角度的圆形面积与周长，这四大功能由美国Onick欧尼卡户外光学首发研制，8大测量优势功能集成在一起相当于一个小型的“掌上全站仪”。高清的防水镜片加上欧尼卡专业的镀膜技术，200米内精度可以达到±0.5米，价格是4730元。

2）TruPulse200

它紧凑轻便的外观和“测量瞄准一体化”设计使激光和视线处于同一直线上，极大减小了由于激光发射点与视线之间的误差，使测量的结果更加精确。200米内精度高达0.3米，利用倾斜度传感器, 您能测量出水平距离和垂直距离，并且利用内置的程序能够马上计算出任何两点之间的高差。屈光度调节器能够使您在工作的时候提供更好，更舒服，更加清晰的视野。您可以通过标准的串口 RS232(标准)或者无线蓝牙®技术进行数据传输。在不同的环境条件下选择近距模式，远距模式或连续模式进行工作。价格是6800元。

三、测量角度 1）LRM3500M

纽康LRM3500M有一个特点，集所有功能于一个口袋大小的单位之中。类似纽康LRB12K系列，LRM3500M有一个内置的GPS接收器，让用户获得自己的坐标和目标的GPS 坐标.它是人眼安全的1500nm激光，不会被敌人的夜视设备检测出来，它可以测量到长达3500米的北约标准距离。该LRM3500M有一个完整的MIL-SPEC的设计使得它坚固，足以应付任何操作者扔它的方式.除了有长期的测量范围，还具有数字磁罗盘，测斜仪，锐利的OLED显示屏和晶莹剔透的光学元件。数据输出端口可与各种外围设备连接，包括通信智能手机和基于Android系统的平板电脑。价格在59000元。

2）10000CI

它是为大地测量而生 高精度超远距离测距仪。Onick欧尼卡CI系列测距仪最远可达约10公里，具备测距、角度测量。测量精度0.5米，准测率高达98%。Onick欧尼卡10000CI是目前测量距离最远、最新的高精度军用级别超远激光测距仪。它可以计算测量数据平均值、存储1000个测量数据，并能通过多种输出接口将测量数据发送到PC电脑上；外带液晶显示屏和分划板照明及亮度调整，支持最近十次测距值查询、存储区数据查询等。拥有选通功能，平均功能(AVG)，存储功能(SAV)，发送功能(TXD)，测角功能(ANG)，数据检索功能（IND），亮度调整功能，数据删除功能等。支持三脚架上使用，或通过连接板的燕尾槽经专用转接机构与各种经纬仪相连使用，并通过外触发电缆进行遥控测距操作。Onick欧尼卡CI系列测距仪已被河道、航道、标竿、电信、电缆、地质测量、气象、机场、森林等行业领域广泛运用。价格在78000元左右。

四、使用的场合

和望远镜一样，测距仪的使用也要考虑到测距仪续航能力，如果是户外经常会使用的话，则建议选择太阳能蓄电款，比如欧尼卡T系列激光测距仪，即遇到电量低或电池没电时也不影响测量工作精度！

五、双筒激光测距望远镜

目前市面上知名的双筒激光测距仪是欧尼卡和蔡司品牌，但是因为蔡司定价太高，功能繁琐，所以让更多用户倾向于欧尼卡的双筒测距仪。欧尼卡凭借性价比实用性的优势占领了大多数的双筒测距仪的市场。这三款产品分别是1200ARC、1500ARC、1800ARC，除了距离不一样，基本功能都是一样的。拿最远距1800ARC举例来说，价格仅为9680元，不到一万元，在高性价比和产品质量上都令人心生赞叹。ARC包括了1200米—1800米的测距距离，让更多用户根据自己的需求做了相应的选择，而且功能简单、易于操作，更符合大众的口味。测量效果也是又快又准。

蔡司双筒测距仪则功能繁琐，操作复杂，价格上也是高达2万到3万左右，可能大部分人还是无法接受这个价格的。

六、测距仪的价格

1、美国欧尼卡测距仪价格

测距仪的价格从最便宜的1千元左右到10万元左右都有，对于有预算限制的人还是很有针对性的，除了大地测量的CI系列外，欧尼卡测距仪有单通测距仪和双筒测距仪两种，价格也是从1千元左右—9千多元不等，欧尼卡测距仪在全球闻名遐迩，产品的质量、性能给用户带来极佳体验。产品覆盖面也很广，几乎每个价位段都是有几款产品的，让更多局限于预算的人多了更多的选择。

2、纽康测距仪价格

由于纽康一直专注在军工领域，坚固耐用，纽康测距仪的价格相对来说高一些，考虑超远距离的测距仪选择纽康不二之选。

3、图柏斯测距仪价格

激光测距在云高仪中的应用 篇5

激光测距技术诞生于20世纪60年代初, 是激光应用领域里最早最成熟的技术之一, 它具有测量精确度准、分辨率高、抗干扰能力强等优点。在有测距需求的航空航天、气象、军事、交通管制等各行业中, 各类激光测距仪的研制得到了很大的发展, 测距性能日趋提高, 测距技术日益成熟与完善。

1 激光测距原理

激光测距方法[3,4]根据测距系统是否需要加载光源可分为被动测距方法和主动测距方法。被动测距系统不需要加载光源, 它是靠目标物的环境光束来确定距离信息, 现主要应用在军事探测领域。主动测距系统必须要有一个光源来照亮目标物, 这种测距方法是当今主要应用的测距方法, 它包括TOF (Time-of-Flight) 法、三角法、干涉法等。TOF测距法根据所发的激光状态不同, 又可分为连续波激光测距 (包括相位和调频两种方式) 与脉冲激光测距。目前, 市场上应用的激光测距设备大都采用相位测距和脉冲激光测距。

1.1 相位激光测距技术

相位激光测距技术, 是将发射激光进行幅度调制, 然后根据测定这个已调激光信号往返测距仪与被测目标物之间所产生的相位差, 间接计算出待测距离。相位激光测距是一种有合作目标要求的测距方式, 它一般要求在仪器的测距量程内安装反射镜, 用以原路反射回激光光束, 并由接收模块进行接收处理。相位激光测距仪的原理图如图1所示。

由图1可知, 若调制信号的角频率为ω, 待测距离为D, 在D内往返一次的时间为t、相位移为φ, 则有如下关系公式。

式 (2) 中,

N为待测距离D中半波长的个数;

∆ϕ为激光信号往返一次产生相位延迟中不足半波长的部分;

c为光速;

f为调制信号的频率。

由于在此种测距方法中, N的值在激光信号发出并接收后不能确定, 所以这种测距方式的最大缺陷是所测最长距离受限, 由调制波的波长决定。然而, 相位激光测距能准确测出半个波长内的相位差, 这也成就了这种测距仪器的最大的优点:测量精度高, 常用于精密测量。

1.2 脉冲激光测距技术

脉冲激光测距的技术, 是利用激光发射器向被测目标发射窄带激光脉冲, 同时触发计时模块, 当激光脉冲到达目标并经其表面反射被接收探测器接收后, 停止计时, 通过测量从发射到接收激光脉冲的时间间隔, 来计算出目标物的距离。

脉冲激光测距公式表达为,

式 (3) 中,

D为探测距离;

c为光速;

t为激光脉冲飞行的时间。

由此可知, 在脉冲法激光测距中, 在光速既定的情况下, 脉冲激光测距将转化为对激光脉冲飞行时间的测量。

1.3 脉冲激光测距系统构成

脉冲激光测距系统主要包括激光发射模块、激光接收模块、数字控制处理部分和光学系统。

激光发射系统主要是发射峰值功率高、发散角小的窄带激光脉冲, 在经过光系统进一步优化后射向探测目标。现在常用的激光测距仪的发射部分主要由激光发生器、激光电源和光学系统组成, 这里的核心部分是激光发生器。

激光接收系统是接收被测目标物后向散射回来的微弱脉冲信号, 经过光学系统处理后, 被光敏器件接收转换成电信号, 并经放大处理, 送到时间测量单元。一般的接收装置主要由光学处理单元、光电二极管和低噪放大器组成。

数字处理控制部分主要包括时间测量单元和信息处理单元。时间测量单元, 其主要作用是测量激光脉冲从测距机到被测目标往返一次的时间, 并计算出的距离, 这里得到精确的时间间隔至关重要, 可通过多种方法进行测量精度的提高。信息处理单元的任务是把具有一定时间间隔的主回波信号经过搜索、跟踪, 形成主回波延时信号, 并对其进行测量、计算转化为距离信息。

2 激光测距在云高仪中的实现

2.1 测云原理

在现代气象测距仪器中主要使用脉冲激光测距技术, 当激光在低空大气中传播时, 与大气气溶胶粒子相比较, 大气分子对激光束的散射是相当弱的, 因此, 应主要考虑气溶胶粒子对激光光速的散射作用。云是由小水滴或冰晶凝结而成的粒子, 它是一种特殊的气溶胶粒子, 对激光光束的散射更加强烈, 激光云高仪就是利用云的这种散射特性来测量云高的。

当激光从大气进入云层时, 在云的边界处发生强烈的散射作用, 一些后向散射信号将被测云仪器的接收系统所探测到, 并转化为电信号, 经过信息处理系统计算, 即可得出包括云底高度在内的各种云层的特性信息。后向散射信号的强弱与发射激光的功率、云底高、云状和接收系统的性能相关。通常情况下, 探测较高的云层, 激光飞行的距离就远, 接收机收到的后向散射信号就越弱, 这样, 通过计算得出的云底高度就越大。反之亦然。

后向散射信号的强度可从下面方程得出 (激光雷达方程) 。

式 (4) 中,

Pr (z) 为从距离z处接收到的瞬时信号强度;

Eo为有效的激光能量 (考虑所有的光学衰减后) ;

c为光的速度;

A为接收机孔径;

z为所探测的距离;

β (z) 为在距离z处被测气溶胶粒子的体积后向散射系数;

为激光传输途中大气分子和气溶胶粒子的衰减率, 在透明的大气中, 该表达式等于1 (也就是没有衰减) 。

2.2 半导体激光云高仪

半导体激光云高仪是近年发展起来的, 它的发射单元采用固态的近红外激光二极管, 接收单元一般采用量子效率很高的雪崩二极管, 信息处理模块采用数字信号处理技术, 光学单元设计独特, 因而成为当前研究的一个热点领域。芬兰Vaisala公司生产的云高仪CL31就是典型的半导体激光云高仪, 它采用In-GaAs半导体脉冲激光二极管作为激光光源, 激光波长为905nm, 接收探测器采用雪崩光电二极管 (APD) , 先进的增强型单镜头设计, 确保了从地面零米起的极佳测量性能。

3 结论

激光测距技术的应用领域日益广泛, 技术不断成熟与完善, 新的应用产品层出不穷, 这在气象测距仪器中也越来越能体现出来, 包括航空、航海等常用的各种测能见度仪、云高仪等。采用固态的近红外激光二极管和DSP技术结合, 再加上独特的光学镜头设计, 促使激光云高仪朝着小型化、分辨率高、监测连续性好的方向发展, 可以相信激光测距技术在气象探测仪器中应用会越来越广泛。

参考文献

[1]岱饮, 宋文武, 王希军.高频半导体激光器的驱动设计及稳定性分析[J].光学精密工程, 2006, 14 (5) :745-748.

激光测距技术 篇6

1 测距原理

目前测距技术, 主要采用超声波、红外线和激光测距。其原理基本相似, 测距是对目标发射一个或一列很窄的脉冲, 通过测量脉冲到达目标并由目标反射返回到接收系统的时间计算出目标的距离。设目标距离为S0, 脉冲往返时间为t, 测量脉冲在真空中的传播速度为v (在空气中传输受介质、气压、温度、湿度的影响可忽略) , 则目标距离为:

在脉冲测距中, t通常是通过测距计数器对从发射脉冲到目标并从目标返回到接收系统期间, 累计进入计数器的时钟脉冲个数来测量的。

设在t时间内, 有N个时钟脉冲进入计数器, 则目标距离可由式 (2) 计算:

其中, , 为每一个时钟脉冲所表示的距离量, L的大小决定了脉冲测距的测量计数精度。

2 防撞系统整体方案设计

本文研究汽车自动防撞系统, 根据系统功能原理, 将系统分为数据采集、数据处理、声光报警以及执行制动若干个部分。系统原理图如图1所示。

因此需要对数据进行初步取平均值后, 再进行插值。由于ABS控制的参数是汽车行驶过程中的车速, 因此首先需要将 (xi, yi) 数据转换为 (ti, vi) 。根据微分原理的转换公式, 由于超声波距离传感器的采样频率很高, 因此可以将vi近似视为在ti时刻的瞬时速度V。

3 ABS制动距离算法与建模

汽车制动距离是指对行驶中的汽车实施紧急制动, 从踏制动踏板开始到完全停车为止, 汽车所驶过的路程, 即汽车需要紧急停车时, 其行车制动系所能实现的最小停车行程[2]。

ABS (Anti-lock Braking System防抱死制动系统) , 其作用是在汽车制动时, 防止车轮抱死, 防止汽车在紧急制动时产生侧滑和跑偏, 以提高汽车制动过程中的行驶稳定性的汽车安全控制系统。

从制动时刻开始, 制动距离S、行驶速度vt, 制动阻力f, 车轮与地面的摩擦系数之间的关系分别为[3,4]:

在地面附着系数φ与汽车行驶过程中的滑移率s决定, 通过文献[5]的研究结果, φ-s的关系可用图3所示曲线描述。

综合算式 (3) ~ (6) 和图3, 可以得到ABS制动距离的计算模型如图4所示。

该ABS算法模型中设置车身参数, 并将行驶过程中其他参数理想化之后, 在模型中输入Ini⁃tial Vehicle Speed v0 (行车速度v0) 后, 经过计算便可得到Stopping Distance (制动距离S0) 。

4 系统建模及仿真分析

根据行车的实时速度, 可以得到一个在该车况下的ABS制动距离S0。再将S0作为参考值, 与激光传感器获取的行车与障碍物间的距离S进行比较, 当 (其中SS为安全系数) 时, 单片机向ECU发出指令。当ECU接收到指令时, ECU立即启动ABS进行制动。

因此, 基于Matlab/Simulink的建模, 得到整个系统的仿真模型如图5所示。

首先通过产生一个线性信号, 模拟激光测距系统传送距离值, 通过分析计算出此时的行驶车速。笔者设定初始速度为80 km/h的速度行驶, 并且计算出在此行驶初速度下需要的最小制动距离S0, 当实际行车与障碍物的距离小于最小制动距离S0的时候, 单片机 (MCU) 向ECU发出信号, 要求ECU启动ABS制动。

5 实验仿真结果及分析

行车以80 km/h的初速度行驶过程中, 当距离障碍物60 m时, 系统检测到了前方有障碍物, 并计算出制动距离S0, 当行车与障碍物距离为SS·S0时 (SS为制动距离安全系数) , 系统开始启动ABS进行制动, 并且随之汽车开始减速, 直至汽车完全停止。

根据文献[6]的大量数据实验分析, Jetta GTX轿车的实车紧急制动实验数据。其制动距离与制动初速 (试验车速范围:30~80 km/h) 的关系 (拟合公式) 为:

式 (7) 中, S—制动距离 (m) ;v—制动初始速度 (km/h) 。

结果表明, 在一定误差范围内, 仿真结果和实验结果是一致的。通过该模型, 根据行车初始速度计算制动距离, 并做出预测, 能非常有效地减少汽车行驶碰撞事故。

6 结束语

(1) 通过基于Matlab/Simulink的建模仿真, 对ABS制动系统进行仿真分析, 结果表明, 系统实现了ABS的实时控制功能。在同一模型上, 进行了车速与制动距离的仿真, 仿真结果表明, 该系统模型在理论计算上能够有效的实现防撞功能, 从一定程度上减少交通事故的发生和损失。

(2) 本系统模型基于干燥良好路面上进行计算分析, 得到的模型会有一定局限性。下一步研究将综合考虑影响汽车制动距离的各种因素, 改进制动距离模型算法, 提高系统精度。

参考文献

[1]刘岩川, 王玲芬, 栾慧, 等.基于激光测距技术的汽车防撞系统的研究[J].仪表技术与传感器, 2008 (11) :96-98.

[2]王万平, 李强, 廖胜.固定目标的运动单站被动测距[J].红外与激光工程, 2008, 37 (1) :185-188.

[3]GB12676-1999.汽车制动系统结构、性能和试验方法[S].

[4]吴诰珪, 赵克刚, 范刚, 等.附着系数-滑移率曲线的测定[J].华南理工大学学报, 2001, (29) 9:20-22.

[5]王润琪, 蒋科军.ABS汽车制动距离分析与计算[J].中南林学院学报, 2005, 25 (2) :70-74.

激光测距技术 篇7

关键词：雪崩光电二极管/APD,低噪声放大电路,温度补偿电路,窄带宽干涉滤光,红外背景辐射

0 引言

雪崩光电二极管Avalanche Photodiode(APD)是一类以高反向工作电压加速和倍增电子、有增益的高速光电器件,应用在弱光信号接收和放大。APD的响应时间10-8~10-9 s数量级[1];文献[2]反映了近期的硅APD器件已达0.5~0.05 ns。Pin/HBTOEIC跨阻光接收前端的数字通信速率40 Gb/s以上[3]。光接收机前端的灵敏度主要取决于噪声电流的大小,一般采用单管共发射极放大的PIN(In P/In Ga As HBT)[4]。为APD配套的有75 V带电流监视的升压型LT3571稳压器件[5]和各种稳压专利电路,如文献[6]。微弱光信号接收必须采用响应速度快、信噪比高的光电接收器,低噪声放大和良好的电路工艺设计与制作。

1 激光测距系统光电接收模式

1.1 高信噪比的高速光电器件特性

PIN光电二极管噪声极低,光电子的渡越时间极短,上升沿可控制在1~几个纳米。美国福特宇航30年前Si PIN管L4501上升时间0.06 ns[1];PIN管无增益,要求缩短光电管与前置放大间距的低噪声前置放大。PN结存在的本征层I使结电容Cd极小,反向工作电压高。按变容二极管的工作特性,PN结电容Cd随反向电压增加而减小。减小放大器的输入阻抗Zin能提高系统响应速度。增益稳定性好的Reach-through APD(RAPD,达通型APD)上升/下降时间分别为1ns/几纳米。随工作电压变化的增益10~300,甚至更高。集成温度传感器、致冷器的APD有低探测热噪声,适用快速或微弱信号探测,如C30902S-TC、-DTC等。

1.2 激光测距仪光电接收-放大电路分析

民用激光测距仪APD工作电压过去多选200 V,增益M≤20。C30724低增益APD响应时间5 ns,实际测距最大只能达到200~300 m。C30737E有较高的增益。图1提供了德国SARF500这款APD的增益、偏压和温度特性曲线[7],图1曲线明显分成两个非线性弯曲部分。为提高系统稳定性,降低环境温度对APD的影响,目前倾向选择160 V及更低的工作电压,控制放大倍数M在10~15。图2是激光测距仪常用光电前置接收,由NPN、PNP分别组成2组达林顿电路并直接耦合。射极跟随器T1输入阻抗较大,采用在BJT T2的发射结并联低阻抗输入电阻R8,T1的输入阻抗Zin=82×AmpT1(Ω),其中实际放大倍数AmpT1≤15,与T1、T2的交流放大倍数β1β2及经由R3的总负反馈有关。其输入阻抗Zin与APD的PN结电容Cd=1 p F形成的时间常数τ=RC=ZinCd=(82×AmpT1)×Cd≤1 230Ω×1 p F=1.23×10-9 s。为加快电路的响应,图1的PNP管fT≥3 GHz,对应型号的NPN型fT≥5 GHz。利用末级T4的R9、C7组成滤波电路,平滑和重建光电脉冲波形。其时间常数τoutput=R9C7=4.7×10-11 F×150Ω=7.1 ns,恰可平滑图3 APD雪崩脉冲。直流放大的1/f噪声通过V2输出电容得到抑制,重建的脉冲波形还与发射LD输出光波形有关[8]。

2 提高APD增益与稳定性的措施

2.1 光电接收波形重建

实测图2电路V2点输出,很近距离测距重建波形呈饱和的方波状,远距离回波重建呈钟形,波形轮廓线有小波动,如图3所示。实测未发射激光时,APD电路也存在少数随机的雪崩脉冲;未列出时间轴拉伸的清晰图。图3的R8两端经T1电流放大的电压波形上可见到APD产生的随机光电脉冲。放大电路设置的低通滤波器,用于消除随机噪声、APD随机脉冲和平滑光电系统检测到的涨落。图4是经T1至T4放大,在V2输出端滤波器网络上重建的信号波形,图中起始段明显可见振铃效应,系经R3的负反馈电路造成。

2.2 背景辐射的抑制方法与LD温漂影响

背景辐射干扰是限制激光测距接收信噪比的主要因素,必须用窄带干涉滤光片抑制。根据905 nm商品滤光片图线资料分析,半高带宽30 nm的近红外商品滤光片峰值透光率80~86%,15 nm带宽的峰值约56%~65%[9]。15 nm甚至更窄的干涉滤光片衰减曲线很陡,须注意LD的PN结温度会影响其发射波长,以及由此引起的与滤光片的匹配问题,如905D1S/2S/3S系列LD的温度漂移系数0.27~0.28 nm/℃[10],LD变化20℃的温漂约5.5 nm,35℃的变化会引起9.6 nm的发射波长漂移。而图5所示封装QP-905-75型LD,其典型发射功率75 W,带宽Δλ=7 nm,工作电压8~11 V,典型值9 V,热阻160 K/W[11]。

经分析认为,采用带宽过窄的干涉滤光片,如半高带宽10 nm或者7 nm的滤光片不仅在主波长通过率上过低,与LD较宽的发射带宽Δλ难相吻合;LD的瞬态温度变化极快,发射波长瞬间漂移对回波后沿通过窄带滤光片的影响特别大,在实际工程中反而得不偿失,很难实行。LD波长漂移具有热累积效应,LD电源恢复时间常数0.2~0.5 ms,脉冲间隔时间不足以将热量导出,故不利于应用CDMA抗干扰技术。LD塑料封装不利于散热,可利用穿过PCB孔的金属引脚直接散热,尽可能在PCB两面引入散热金属片,加厚LD的焊盘,加强热量导出与对流散热,增加两个脉冲之间的时间间隔,减少器件内部微观层面上的热蓄积[12]。

2.3 光电接收放大电路的改进

图2电路的缺陷是T1集电极电压5 V,工作电位高,其扮演的第一级放大的噪声高,应按微小电流下的低噪声电路设计,降低T1的工作电流到0.5 m A以下,工作电压VT1<2.0 V,T2输出端电位V1≤2.5 V;T3、T4改用高频性能好、放大倍数高的NPN型BJT。这样既保持了低噪声放大特性,又有动态范围大的特点;T2集电极c2与T3基极b3之间插入高频电容C5隔直。设β1=50,受T3发射结箝位,图2电路的T1电流Ib1≈32μA,Ic1≈1.6 m A。T2改为2.5 V供电后,Ib1≈13μA,Ic1≈0.65 m A,基本满足小信号放大的低噪声电路要求。APD典型暗流0.1 n A,放大100倍为0.01μA。为进一步降低T1的噪声,集电极c1电压可控制在1.0 V左右,Ic1控制在0.2∼0.3 m A以下。图2的R2位置串入稳压源可改变T1、T2的供电电压,如图6所示。APD的输出信号波形呈现“雪崩击穿-恢复-再雪崩击穿-再恢复”的特点,信号包络线如图3叠加在雪崩击穿-恢复形成的高频信号上。改为交流放大可提高电路稳定性与放大倍数。图2电路稍加改进,全部采用本级或小环路负反馈的NPN晶体管,提高了fT和系统频响,在保持稳定性的前提下,电路的电压增益提高到原来的2~3倍,噪声低于原电路。

2.4 APD器件高增益工作状态及其温度补偿

根据图1,提高APD反向偏压VBias,增益按指数规律迅速增长;根据文献[7]提供的APD各种特性曲线,噪声与反向偏压呈正比,两者相较,提高工作电压不仅提高了APD的增益,也提高了APD的实际信噪比SNR。APD的反向击穿电压VB所在位置就是其最大增益Mmax点。带保护环的GAPD极间电容Cd大,响应速度低;RAPD沟道长,VB温度系数0.6V/℃[1],但SARF500的典型值高达2.5 V/℃;工作范围-40~70℃,比GAPD的-70~120℃窄得多。据图1的德国SARF500等系列APD增益、偏压和温度特性[7],增益M、击穿电压VB随温度变化。激光远距离高速测量需要高M,故尽可能选择工作点接近VB,但环境温度变化极易引起APD击穿,须根据APD管温实时调整反向偏压,防止APD M随工作点大幅度变化或击穿。各厂商产品特性曲线不同,调整稳压模块以适应各种APD有多个专利[6],一般不适用于手持式仪器、及工作点选在APD击穿电压VB附近的温度稳定。对管稳压的供电电压可严格跟随工作管温,如图7所示。但APD的成本太高,故设法改用Si稳压管的温度系数代替APD,这尤其适应Si APD的工作点跟踪。稳压管串联总沟道加长,其温度系数也增大。参考管击穿电压VB,ref须高于工作APD的VB,work,可按VB,ref≥VB,work+10V估算。光机电一体化设计时,要求作温度参考的APD或者选择温度系数接近的稳压管组,与探测APD通过高导热接触材料放置在一起。采用良好的温度补偿电路后,可使工作点接近APD的击穿电压VB,做到实际增益M≥100;某些型号的APD特性曲线,可以长期工作在M=300~450。例如德国SARF500带滤光器的APD,其暗电流0.1 n A,直到380 V才开始明显上升,在400 V出现拐点[7];而暗电流与噪声直接有关系,只要控制VB<380 V,即能控制该型APD的输出噪声和信噪比SNR在较低水平。

根据文献[7]提供的特性参数图线,工作点选择在暗电流较小、接近APD击穿电压VB处,不仅获得了高增益,还提高了APD的信噪比SNR,减轻了对低噪声前端放大电路的性能指标压力,直接扩大了探测距离。图8是一款APD检测器的PCB,APD下安排了紧密接触、一体化散热的参考电压稳压管组,背面的PCB上安装了表面贴装的APD反向高压稳压电路、前置放大器电路。选用表面贴装型稳压管,用导热硅脂增加与APD器件底面的热接触,并增加APD的散热能力;限制作为参考管的工作电流<100μA,防止其功耗影响APD工作温度。若用半导体PN结制冷器控制APD的温度在-25℃,由图1的APD增益(Gain)-偏压(Bias Voltage)曲线,同样增益下-25℃较+50℃所需偏压低得多,其曲线斜率ΔG/ΔV大,灵敏度高。根据热噪声曲线,低温下热噪声低,信噪比SNR高。

3 结论

激光远距离测距仪接收的微弱光信号须采用窄带滤光片抑制背景辐射、温度补偿稳定APD工作点在高增益状态;采用降低前置晶体管电压与电流的弱信号低噪声放大电路,进一步抑制电路的附加噪声;利用APD雪崩击穿-恢复形成的超高频信号,改用NPN型BJT交流耦合低噪声前置放大器,系统工作点稳定,提高了高频响应特性和放大率。在光电接收器件非恒温条件下的APD电流放大系数可提高5倍以上,低噪声放大电路电压增益提高2~3倍,光电系统功率灵敏度可提高23 d B以上。窄带滤光片可降低红外背景噪声,提高光电系统的信噪比,但10 nm以下过窄的带宽不利于光电系统的稳定工作。

参考文献

[1]潘中浩,刘其沅.光源和检测器[M].北京:人民邮电出版社,1988.PAN Zhong-hao,LIU Qi-yuan.Light Source and Detectors[M].Beijing:People Post Press,1988.

[2]Anon.Photodiodes[EB/OL].http://www.optoelectronics.perkinelmer.com.

[3]崇英哲,黄辉,任晓敏.高性能PIN/HBT集成光接收机前端设计[J].半导体光电,2003,24(4):248-250.CHONG Ying-zhe,HUANG Hui,REN Xiao-ming.High Performance PIN/HBT Front Integrated Light-Receiver Design[J].Semiconductor Photo-Electricity,2003,24(4):248-250.

[4]崇英哲.长波长PIN/HBT集成光接收机前端噪声分析[J].中兴通讯技术,2004,10(4):45-47.CHONG Ying-zhe.Noise Analysis of Long Wavelength PIN/HBT Front Integrated Light-Receiver[J].Zhongxing Comm Tech,2004,10(4):45-47.

[5]佚名.Linear推具固定压降APD电流监视器的75V升压型DC/DC转换器LT3571[EB/OL].http://www.analog.eetchina.com.Anon.Linear’s75V Boosting DC/DC Converter with APD Current Monitor LT3571[EB/OL].http://www.analog.eetchina.com.

[6]胡毅.APD器件温度补偿电路:中国,03235130[P].HU Yi.APD Temperature Complement Circuits:China,03235130[P].

[7]Laser Components.Silicon Avalanche Photodiode SARF-series[Z].

[8]胡建人,章坚武,张数明.激光测距仪中LD电路设计理论与工艺研究[J].仪器仪表学报,2009,30(S1):625-626.HU Jian-ren,ZHANG Jian-wu,ZHANG Shu-ming.Design Principle and Technique Research for Laser Ranging LD Circuits[J].Chinese Journal of Scientific Instrument,2009,30(S1):625-626.

[9]佚名.滤光片[EB/OL].http://www.mega-9.com.

[10]Anon.905nm pulse Laser Diodes[EB/OL].[2009-05-29]http://www.valueplus2.com/Product_Show.asp?ArticleID=75.

[11]Anon.Supply905nm75W Laser Diodes for Long Distance[EB/OL].[2009-04-07]http://www.fuzhetech.com.cn.

激光测距技术 篇8

光电跟踪仪激光测距器性能检测方法研究

介绍了光电跟踪仪激光测距器的.特点,提出了其重要性能指标一测距能力和精度的检测方法.采用半实物仿真技术测试反映测距能力的消光比参量;采用精密延时法,实现了测距精度的测量.检测装置的耦合透镜部件放置于平行光管靶面,容易与测试光电跟踪设备其它模块的装置进行集成.

作 者：陈坤峰 史学舜 CHEN Kun-feng SHI Xue-shun 作者单位：华东电子测量仪器研究所,山东,青岛,266555刊 名：宇航计测技术 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTIC METROLOGY AND MEASUREMENT年，卷(期)：28(3)分类号：P127.1 TN919.3关键词：光电跟踪仪 激光测距器 测距能力 测距精度 精密延时法

激光测距技术 篇9

脉冲式激光测距峰值功率较高、探测距离远、测量速度快、结构相对简单并且对光源的相干性要求低, 故无论在军事、科学还是生产建设的领域都起着重要的作用。脉冲法测距的测程主要取决于激光二极管和APD的性能, 而测量精度主要依赖于接收通道的带宽、激光脉冲上升沿、信噪比和脉冲飞行的时间[1]间隔测量精度等, 其中时间间隔的测量对测距精度有决定性的作用。

本文基于人眼安全性, 低成本, 低功耗的标准对省电、测量远距离、精度高的激光测距仪进行了研究, 选择了低功耗芯片MSP430系列单片机为MCU, 选择高精度计时芯片TDC-GP2为计时系统的核心器件, 同时对发射和接收的电路进行优化设计, 采用时差法结合软件的均值法从而有效地提高脉冲法激光测距系统的精度和测程。

1 脉冲法激光测距原理

激光器对目标发射出脉冲, 光脉冲到达被测目标面后部分能量反射, 根据测量光脉冲从发射到返回接收检测器的时间t, 计算出测距仪与目标之间的距离, 其测距公式为:

式中, L为目标距离, c为光速。根据式 (1) 可以得出脉冲测距精度为:

由式 (2) 可知, 在光速一定的情况下, 时间间隔测量的精度直接影响到脉冲激光测距系统测距的精度, 所以实现高精度的时间间隔测量是脉冲激光测距系统的关键[2]。

图1为激光测距系统的结构。该系统由发射模块、接收模块、信号控制模块、数据显示模块和电源模块组成。

系统采用了905nm, 75W的脉冲激光二极管, 选择雪崩光电二级管进行光电检测, 测程可以提高百米。在t时刻时激光二极管被驱动发射激光脉冲, 同时单片机产生不参与测量的信号送给TDC, 该信号送至start, 表示开始进入测量状态;激光器发出的光脉冲经过一段时间加上接收后的硬件电路有一定延迟, 单片机在经过延迟后发送信号至TDC的stop1通道, 接收组件光电探测器接收到返回脉冲后产生一个终止信号, 该信号被接收模块进行放大滤波处理比较之后, 送入信号处理模块, 结束飞行时间的测量。高精度计时芯片TDC-GP2单通道的分辨率高达65ps, 测量精度因而也大大地提高, 同时采用stop1和stop2通道进行时差测量, 消除了硬件电路的延迟, 飞行时间的精确度得到进一步提高。时间间隔测量模块把所测量的结果送至数据处理和控制模块进行计算, 最终显示出被测的结果L。

2 脉冲式激光测距系统的设计与实现

2.1 时差法高精度计时原理

TDC-GP2是ACAM公司通用TDC系列的新一代产品[3]。TDC是以信号通过内部门电路的传播延迟从而进行高精度时间间隔测量。图2显示了测量绝对时间的TDC主要构架。芯片的智能电路结构、担保电路和特殊布线方法使芯片能够精确地记下信号通过门电路的个数。芯片中信号通过芯片内部门电路最短的传播延迟时间决定了TDC能够获得的最高测量精度。

TDC-GP2主要是对脉冲进行计数来进行高精度计时实现时差法测量, GP2有高速脉冲发生器, 温度测量, 停止信号使能和时钟控制等功能[4]。对于TDC-GP2而言, 芯片本身具有两个测量范围, 测量范围1和测量范围2。其中测量范围1的时间测量是0ps~1.8μs, 即距离约等于0~270m。测量范围2的测量范围是从2倍的高速时钟周期到4ms, 也就是最大的测量距离可以至25公里以外, 意味着可测量距离范围的大大提高。

Start、Stop1和Stop2口为时间间隔起止脉冲信号, EN信号接高电平。计时结束信号INIT, 低电平有效, 单片机控制, 提供读取计时结果的标志;RSET是复位信号, 低电平有效, 接单片机控制TDC-GP2的复位。SSN、SCK、SI、SO为SPI总线端口, 连到单片机的SPI端口, 实现单片机与TDC-GP2的通信。

2.2 控制电路以及发射和接收电路设计

16位超低功耗的单片机MSP430F149具有高速处理信号能力[5]。MSP430寻址范围可达64k, 统一进行中断管理, 片内具有精密硬件乘法器、两个16位的定时器、一个14路12位的模数转换器、6路P口、一个看门狗、一个比较器、两路USART的通信端口、两个外部时钟和一个DCO内部振荡器, 支持在线调试和下载。

单片机MSP430F149控制驱动信号的产生, 发出触发脉冲, 给TDC-GP2开始信号使其进入测量状态, 通过SPI与其通信, 最后将处理好的数据结果显示到液晶屏上。图3为单片机的配置电路。

图4为发射接收部分的主要电路, 发射部分主要由单片机控制发射信号, 通过MOSFET驱动芯片MIC4452驱动脉冲二极管, 发射激光脉冲。接收部分主要是对微弱的信号通过前置放大和主放大[6]后, 进行快速比较得出的信号可用于后续计时得出结果。

2.3 软件设计

图5为该系统的单次测量软件流程。开始, 上电, 用户需要发送代码Init初始化, 使用按键来确认是否触发测量, 若不按键则进入休眠状态, 以降低功耗。按键开始测量, 选择测程模式, GP2进行寄存器配置, 单片机开始发送Start、Stop1信号, ALU按照设定模式计算出Start脉冲和Stop1、Stop2脉冲间的时间间隔后产生测量结束中断, 若接收到Start信号超时但未收到Stop信号, 则TDC-GP2会产生溢出中断, 通过读取TDC-GP2状态寄存器来分辨这两种中断, 对正常测量产生的中断, 继续读取结果寄存器中的数据并发送至上位机, (在实际测量中默认进行200次循环测量后进行均值) 并把结果转换成十进制显示在液晶屏上, 结束一次测量, 否则重新进行测程选择, 准备下一次测量。

2.4 数据结果分析

测量距离为300m, 在结合TDC-GP2特性和通道分辨率后, 结合使用时差法, 得到以下实验数据分析结果, 精度达到0.1m, 通过软件对200次测试的结果进行平均后, 精度大大地提高。图6-7两个图分别为平均前和平均后的数据图, 通过对比可以明显看出得到的精确度。

3 结束语

系统采用的时差法测距法, 通过TDC-GP2的高精度计时结合低功耗单片机的均值处理, 使得测距系统不仅精度较大地提高, 功耗更低, 在便携式高精度测距仪中会有较好的应用前景。

参考文献

[1]纪荣祎, 赵长明, 任学成.高精度高重频脉冲激光测距系统[J].红外与激光工程, 2011, 40 (8) :1462-1464.

[2]Kalisz J.Review of methods for time interval measurement with picosecond resolution[J].Institute of Physics Metrologia, 2004, 41:17-32.

[3]Szplet R, Kalisz J, Szymanowski R.Interpolating time counter with100ps resolution on a single FPGA device[J].IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement, 2000, 49 (4) :879-883.

[4]湛洪然.基于TDC-GP1的激光测距系统[D].天津:天津工业大学, 2006.

[5]曹磊.MSP430单片机C语言程序设计与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2007.

激光测距技术 篇10

关键词：测距系统,分束器,相位法,激光雷达,覆盖范围

一、系统总体设计

1.1 测尺频率的选择。本系统设计的测量范围为1~15m , 测量精度小于0.1 m 。因此, 测尺L需大于15 m , 取临界值15m , 最大测尺频率为:

1.2 混频技术的应用。混频的基本原理是利用模拟相乘混频器是将两个模拟信号相乘, 实现两个信号和频和差频的计算。其中, 为了混频而引入的信号称为本振信号, 经过低通滤波器或带通滤波器后的差频信号即降频后的信号。

在设计中, 采用两个DDS信号发生器分别产生调制信号U1和本振信号U3, 由 APD 接收的回波信号为U2, 假设U1、U2、U3的值分别如下:

由式 (3) 和 (4) 可以看出, 此时的调制信号与回波信号的相位差为ϕ1- ϕ2。

现将调制信号U1与本振信号U3混频, 混频后的信号为U13, 采用低通滤波器将UB的高频信号虑去, 保留其低频信号UT, 则有:

同理, 将回波信号U2与本振信号U3混频得到信号U23, 通过低通滤波器后得到低频信号UH, 则有:

由式 (6) 和 (7) 可以看出, 调制信号和本振信号混频后得到的UT与回波信号和本振信号混频后得到的UH之间相位差为, 这与混频前的调制信号和回波信号的相位差是一样的。

1.3 相位检测方法。本系统采用基于快速傅里叶变换的相位检测方法。假设经过混频后输入到AD转换器的其中一路正弦波为x (t) =sin (2πf0t) , 采样点数为N , 采样频率为fs, 采样后的x (t) 离散化得到离散序列, 则有:

其中q为正整数, sT为采样周期。

x (n) 的离散傅里叶变换为:

将X (k ) 的实部值Re和虚部值Im代入式 (9) 即可求得x (n) 的初始相位:

在本文的设计系统中, 有两路正弦信号, 根据上述理论, 假设两个正弦信号分别为x1 (n) 和x2 (n) , 对这两个信号进行离散化得到它们的离散序列, 则有:

根据公式 (11) 和 (12) , 可以快速求出两路正弦信号的相位差:

二、硬件设计

2.1 激光发射电路设计。为了扩大测距范围, 在设计中采用三束激光进行投射, 激光通过光学发射系统分成三束, 三束激光呈品字形, 分别以一定的角度照射到前方目标物, 在三束光中以中间的光束强度最高, 其强度为激光器发射出光束总强度的60%, 两侧各占20%。

2.2 激光接收电路设计。激光照射目标物后反射回来, 利用双凸镜将回波信号汇聚到光电雪崩二极管上, 由于反射光强度很低, 且回波干扰信号较多, 故接收到的光波需要进行放大和滤波处理, 然后将回波信号与本振信号进行混频降低测量频率, 便于模数转换器的采样。

2.3 标准信号发生电路设计。相位法激光测距系统需要产生特定频率的信号, 在上述讨论中已经计算出需要的测尺频率为10 MHz , 为了降低被测信号频率, 便于数据采集, 需要产生一定频率的本振信号。

三、软件设计

3.1 主程序软件设计。在系统上电后, 进行系统初始化, 假设在相位法车载测距系统中, 每隔0.1 秒进行一次等时间间隔测量, 那么在系统初始化完成后, 设置定时器定时时间为0.1 秒;当定时时间0.1 秒到达后, DSP进入测距程序;当DSP接收到前级AD转换器送入的数据后, 基于快速傅里叶变换, 系统进入测距数据处理程序和测速程序中, 计算目标物的距离;最后, 当数据处理完成后, 将数据显示在液晶显示电路上。

3.2 测距程序软件设计。首先, 将采样得到的混频信号1和混频信号2 分别存储在两个数组T[N]和H[N]中, 其中混频信号1 为调制信号与本振信号的混频, 混频信号2 为回波信号与本振信号的混频;然后, 分别对每个数组中的数据进行一次傅里叶变换, 计算转换后两组数据的相位差, 根据相位差计算目标物相对距离, 最后进行数据的整合。

四、系统调试

4.1 标准信号发生电路调试。DDS芯片采用AD9850, 通过DSP控制产生固定频率信号。

4.2 混频电路调试。混频电路通过混频器MC1496实现的, 为了使混频器正常工作, 需要注意它的引脚静态电压, 假设加在引脚1、4、6、8、10、12 的静态电压分别为V1、V4、V6、V8、V10、V12, 那么这些电压需满足相关关系:

结束语

本文针对现有激光雷达测距系统存在误差大、稳定性低及覆盖范围小的特点, 设计了主控制器采用DSP, 带有分束器的激光雷达测距系统。实验结果表明, 该系统在短距离测距时可以测量前方较小的目标物, 稳定可靠、精度优良。

参考文献