激光测距仪系统设计(机械图,电路图,c语言程序)(毕业论文22000字,cad图纸,答辩ppt)
摘 要
本次激光测距仪系统设计采用的是相位式测距法,2009.
[13]传感器接口与检测仪器电路,2009.2.
[15] 付宝臣. 高精度激光测距仪硬件电路研究[D], 江苏南京: 南京理工大学硕士论文, 2007.
[16] 孔东. 相位法激光测距仪的研究[D], 陕西西安: 西安电子科技大学硕士论文, 2007.
[17] 徐陵. 相位式半导体激光测距系统的研究[D], 湖北武汉: 华中科技大学硕士论文, 2006.
[18] 丁燕. 相位法激光测距仪设计[D], 上海: 同济大学硕士论文, 2007.
[19] Sami Kurtti, Juha Kostamovaara. Pulse Width Time Walk Compensation Method for a Pulsed Time-of-Flight Laser Rangefinder[M]. Singapore: Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2009.
[20] Ekkehard O.Christian S lvo F, et.al.Silicon avalanchephotodiodes as detector for correlation[J]. Rev Sci Ins, 1998, 69(10): 3516~3523.
,2009.2.
目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外概况和发展趋势 2
1.2.1 激光测距的优点 2
1.2.2 激光测距研究的国内外概况 2
1.2.3 创新思路 5
第2章 激光测距仪的整体设计方案 6
2.1 系统的操控特点及性能要求 6
2.1.1 系统操控的结构组成 6
2.1.2 系统的性能特点 8
2.2 相位式激光测距仪技术原理 9
2.2.1 相位式激光测距多测尺原理 10
2.2.2 差频测相原理 12
第3章 激光测距仪系统的硬件设计 14
3.1 单片机的选型 14
3.1.1 AT89C51性能及特点 14
3.1.2 端口介绍 15
3.2 激光发射部分 17
3.2.1 激光器的选择 17
3.2.2 激光调制信号的产生 17
3.2.3 锁相环(PLL)的设计 18
3.2.4 调制发射部分 21
3.3 激光回波接收部分 22
3.3.1 回波接收部分的功能与要求 22
3.3.2 光电检测器的选择 23
3.3.3 滤波器的选择 24
3.3.4 激光接收的设计 24
3.4 信号处理部分 29
3.4.1 混频器 29
3.4.2 中频滤波放大 30
3.4.3 信号转换部分 31
3.5 本章小结 32
第4章 激光测距仪系统的软件设计 33
4.1 发射程序设计 33
4.2 接收程序设计 35
4.3 处理以及显示数据程序设计 36
4.4 本章小结 41
第5章 系统机械结构的设计 42
5.1 外部整体结构设计 42
5.2 支架的设计 42
5.2.1 云台的设计 43
5.2.2 铰链的设计 43
5.2.3 脚架的设计 44
5.2.4 紧扣方法 45
5.3 激光测距仪外形 46
5.4 本章小结 46
结论与展望 47
致 谢 49
参考文献 50
附录A 支架装配图 51
附录B 整体电路图 52
附录C VCO及整形电路 53
附录D 锁相环的鉴相电路图 54
参考文献
[1] 魏彪编著.激光原理及应用.[M]重庆:重庆大学出版社,提高测量精度。
10、用于测相的差频信号频率为 10KHz,杨向东.远程激光测距操控系统的设计和研究,李景镇.激光测量学[汇编][M].北京:科学出版社,数字与模拟结合。
9、用运算放大器设计探测接收部分滤波器和放大器。
8、LED数码管:显示测量数据。
7、单片机:处理数据与操控显示。
6、CPLD:测量发射波与回波的相位差。
12、用双栅场效应管作混频器,模拟信号转化成数字信号。
11、理论测量范围为100m,用 LC 振荡器作锁相环的压控振荡器,测量精度为1cm。
本激光测距仪的基本设计和参数指标如下:
1、发射电路:由15MHz的有源晶振(主振)通过分频产生1.5MHz的晶振(主振2),郭明琼编著.北京:中国电力出版社,袁梅编著.北京:国防工业出版社,相位激光测距又称调幅连续波激光测距通常是基于对目标回波相位的探测,相位测量精度能达到千分之一以上。
13、本系统的特点是高精度、快速、实时显示、操作简单,采用支架式结构避免测量时系统晃动现象的产生。
3. 采用模块形式提高电路的分辨率,钱政,采用测尺组合频率和差频测相的方法完成测量,采用模拟锁相环。降低消耗