便携式脉冲激光测距仪的研制[1].pdf

西安电子科技大学
硕士学位论文
便携式脉冲激光测距仪的研制
姓名:吴应明
申请学位级别:硕士
专业:物理电子学
指导教师:徐军
20090101
摘要快速充放电这种方法精度更高,且驱动电流大小可控,比较理想。接收电路设计给目前,激光测距仪正朝着小型、低功耗和高精度方向发展,本文旨在尝试研制一种高精度的便携式脉冲激光测距仪。首先对激光测距系统进行了深入的理论分析,指出了激光测距仪设计应考虑的影响因素,提出了脉冲激光测距系统的解决方案,主要包括激光发射电路设计,接收电路设计以及高精度时间测量电路设计和软件实现。发射部分解决了窄脉冲大电流驱动的技术难题,探讨了两种设计方案:一种采用驱动芯片姆椒ǎ硪恢质遣捎昧礁鋈ü茏隹9氐缏罚迪侄缘缛莸出了完整的解决方案,解决了高压偏置电路、前置放大器的设计等技术难题。高精度时间测量电路完成了杓坪陀布魇裕ü砑喑淌迪至薓テ和瓽的数据通信。关键词:便携式脉冲激光测距仪发射电路接收电路高精度时间测量
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本人签名:宝、垂盈本人签名:盗叁醯日期洲‘【日期丝曼三:核日期。,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印、或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技导师签名:大学。·’●..甠
第一章绪论引言由于它有着很大的局限性,这就促进了非接触测量技术的发展,其中电磁波测距技术是测量学发展史上的重要事件,至今已经有多年的历史。第二次世界大战年代末开始应用于地面测量。它不仅提高了测距的速度和精度,而且实现了非测距仪为微波测距仪,激光、红外光和其它光源为载波的测距仪为光电测距仪。微波测距仪对大气的能见度没有要求,可以全天候观测,但受气象因素和地面反射及电磁波干扰的影响较大,因而精度较低,不够稳定。激光科学技术始于世纪年代,它的出现,标志着人们掌握和利用光波的水平进入一个新阶段。激光技术出现以后,很快被应用到各类测量蟮夭饬俊⒌匦尾饬俊⒑娇丈阌安饬浚以及人造地球卫星的观测和月球的光学定位等航天测量等小<す獠饩嗍瞧渲应用最早且最为成熟的一种。激光测距仪是利用激光良好的准直性、单色性和相干性以及非常小的发散角来测量距离的一种仪器。由于激光上述独特的性质,使激光测距仪独具特色,为其在各方面的应用奠定了基础。激光测距仪的发展趋势为人眼安全、精度更高、小型化。而激光测距技术目前主要有三个发展方向:一是在应用领域将测距系统与扫描机构结合,构成激光三维形貌测绘系统或者激光雷达;二是研究如何提高激光测距系统本身的测距精度;三是人眼安全【縡俊】的激光测距机也正在取代老式装置,人眼对于~波段光具有很高的透明度和折射力,所以,在这一波段的激光能量达到一定值时,会造成人眼暂时的甚至永久性的损伤,波长大于这个波段的中红外至远红外会被人眼的前部吸收,视网膜上光的能量密度较小,对人眼安全,,而且该波段的激光对烟、尘、雨、雾的透过率高,所以美国的休斯、光电等大公司都致力于该波段激光测距机的研制。’另外的安全激光还有踩ḿす馄骱桶氲继迦搜郯踩ḿす馄鳎淙凰堑牟ǔげ辉谧畎踩ǚ段冢但是其单个脉冲能量小,平均功率小,对人眼无损,本系统中用到的就是对人眼较为安全的ǘ蔚慕焱饧す馄鳌适用于低等控制测量及各种工程测量;中程或中长程激光测距仪,其测程为距离测量技术发展经历了漫长的历史,测距技术最早是从接触测量开始的,后开始应用于测量领域,最初是雷达,主要是空中目标定位或空中测距,世纪接触测量,还为测量仪器和测量作业自动化创造了条件。电磁波测距仪按载波的不同可分为两类,其中以微波段