近程脉冲激光测距仪的设计

发布时间：2020-05-14 10:10

【摘要】：随着城市化智能交通的全面实行,激光测距技术作为实现其监控系统的核心技术之一,引起了全世界的关注。相较于相位式激光测距,脉冲式激光测距凭借其快速测量、无需合作目标的优势迅速成为交通领域的研究热点。本文以智能交通行业为应用背景,对近程激光测距仪进行详细的研究和设计。在理论研究方面,通过建立激光作用距离方程确定了系统回波探测的各项影响因子,基于此,深入探讨了环境中沙尘散射及背景光引起的噪声,结合器件内部噪声,确定了探测系统的输出信噪比。在技术实现方面,本文首先针对传统脉冲式激光测距仪存在的缺陷进行了分析,提出了一种改进型的技术方案。随后,对激光驱动电路的原理进行研究,设计了基于SPL LL90-3的激光发射系统,说明了改进后发射时刻提取电路的实现方法。接收系统选用了AD500-9作为光电探测器,辅以带温度补偿的偏置高压电路;探测器输出信号经低噪声放大器OPA657两级放大后,进入恒定比值时刻鉴别器提取激光结束时刻。计时系统采用微控制器STM32F103RCT6及高精度计时芯片TDC-GP21,通过软硬件结合实现了激光飞行时间间隔测量的功能。其中为了满足系统测量的动态范围,研究并制作了发射和接收光学系统,同时详细论述了光路共轴问题及其解决方法。最后,通过制作原理样机验证系统方案的可行性。实验结果表明,系统具有良好的线性度和稳定性,为交通监控行业激光测距技术的广泛应用奠定基础。
【图文】：

示意图,激光测速仪,工作原理,防撞系统

图１．１激光测速仪工作原理示意图逡逑仪在使用过程中，有以下特点：逡逑度相对高，＜ｌｋｍ／ｈ。逡逑速仪在测量运动中的车辆时需保证系统处于静止状态，所以一般交车上，停车静止使用［１４Ｌ逡逑持激光测速仪需手动瞄准被测移动目标，尤其是高速行驶的车辆，决此类问题，国际上己经完成了连续自动测速的功能。逡逑车道测速，雷达测速往往无法明确判断超速车辆，而激光测速仪的管部门进行取证。逡逑车防撞系统逡逑防撞系统可分为：被动式防撞系统以及主动式防撞系统。被动式防故发时，能最大限度地保障车内人员的伤亡程度，主要包括预警式门防撞钢梁及车身前后吸能区等，但这种防撞措施无法避免交通事防撞系统，其主要特点是在事故发生前，车内智能系统能主动识别动相应的保护措施，彻底避免了人身财产安全受到伤害Ｗ。汽车安

激光测距传感器,激光三角测量法,车流量,龙门架

车轮廓与车流量监控系统主要用于反映道路交通实时通行情况，获取道路车辆信息逡逑等值能为交通信号、交通信息发布以及交通诱导等交通管理系统提供数据支撑。车轮廓逡逑与车流量监控系统的实质是以激光测距为基础，其原理示意图如图１．３所示。逡逑□逡逑□逦｜邋Ｄ逡逑＾邋Ａ＜！ｔ—逡逑图１．３车轮廓与车流量监控系统示意图逡逑如图所示的激光测距传感器运用激光三角测量法，将传感器悬挂于龙门架上，在扫逡逑描平面内形成扫描曲线。当来车行驶过扫描平面后，激光测距传感器通过距离信息测得逡逑一系列扫描曲线，ＭＣＵ控制单元处理这些数据，对车辆进行技术、测速、车型分类，然逡逑后分析计算占道信息、单位时间内车流量、车流平均速度等，再周期性的将道路信息传逡逑送至监控终端，，监控终端提取并处理信息后呈现给智能交通系统（ＩＴＳ），为交通调度和交逡逑通事件告警提供决策服务。逡逑上述分析可得，这一类监控系统都是以激光测距技术为基础，目前各国在激光测距逡逑技术上的研究己经进入了一个新时期，但由于综合国力和科技水平的高低，激光测距仪逡逑的研究进程和应用水平都存在较大的差异。逡逑１．２．２基于激光测距交通监控系统的研宄现状逡逑基于智能交通系统概念的提出
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN249

【参考文献】