激光测距的研究毕业论文

脉冲激光测距的研究毕业论文

目录

摘要 (1)

关键词 (3)

前言 (2)

一脉冲激光测距的研究状况 (3)

1.1国外研究状况 (3)

1.2国研究状况 (3)

二激光测距原理 (3)

2.1相位法激光测距 (4)

2.2相位法优缺点 (6)

2.3脉冲激光测距的基本原理 (7)

2.4脉冲激光测距仪的测距性能指标 (15)

2.5激光脉冲飞行时间法的关键技术 (17)

2.6小结 (20)

三激光发射电路设计 (21)

3.1M ULTISIM简介 (21)

3.2M ULTISIM的界面 (21)

3.3激光脉冲发射电路设计 (22)

四脉冲激光接收电路设计 (24)

4.1基本要求 (24)

4.2前放设计分析 (24)

4.3整形电路 (27)

4.4计数电路 (28)

4.5接收电路 (29)

4.6PCB板 (30)

五结束语 (31)

致谢 (31)

参考文献： (31)

激光测距的研究

摘要:论文中讨论了相位激光测距和脉冲激光测距的基本原理，并就两种方法的优缺点做了对比分析。本论文就脉冲激光测距的方法进行了深入分析和研究，分析了脉冲激光测距系统工作的基本特征，分析了相关的一些主要参数，并依据原理设计了相关的电路，设计过程中优化了电路参数，并做了仿真分析和实践验证，文中也提供了系统的PCB图，系统工作稳定可靠。

Abstract:In this paper, the principles of laser range based on phase and pulse were discussed in this paper, and the advantages and disadvantages were compared and analyzed. The typical characteristics of pulse laser range finder were studied with the theory, the circuit graph was deigned and optimized by analyzing the main parameters, the laser range finder system was stable and reliable by simulation and verification, and, the PCB of the circuit was shown in it.

关键词: 激光测距；脉冲；相位；PCB

key words：Laser Ranging Finder ；Pulse；Phase；Printed circuit board

前言

脉冲半导体激光测距技术研究的目标是增大作用距离,提高测距精度,并在解决二维光学扫描的基础上,实现对目标的三维测量。经过近30年发展,其中几项关键技术有了很大的进展。

激光测距是最早成熟应用的军用激光技术，基于半导体激光器的测距研究伴随着半导体激光器的功率不断提高、工艺不断完善而逐渐发展起来的。本文首先介绍了脉冲半导体激光测距的基本原理和发展。结合工程实际，详细地描述了激光测距系统设计的理论和步骤，给出了结合软件防真的设计方法，得到了系统设计中发射激光峰值功率、脉冲前沿要求、接收信噪比等关键参数。然后，对系统中的各部分电路进行分析设计，对可能的方案进行分析，完成了基于晶体管的激光脉冲发射电路、基于光电二极管的接收前置放大器、恒比定时鉴别器及时间一幅度转换器等电路的设计并应用软件进行模拟仿真。

一脉冲激光测距的研究状况

1.1国外研究状况

80年代半导体激光二极管技术日趋成熟，开始应用于中、短程测距雷达，它具有体积小、重量轻、结构简单、使用方便、对人眼安全、便宜等一系列优点。年代国外开始发展半导体激光雷达，在中、短程激光雷达应用方面有取代YAG激光雷达的趋势。近年来又发展了一种便携式、对人眼安全、无合作目标、低价的适用于家庭的半导体激光测距仪，既能作为望远镜又具有测距功能。如1996年美国Bushnell公司推出了测距能力400码的400型小型、轻便、省电、对人眼安全、低价LD的激光测距仪Yardage400，己被评为1997年世界百项重要科技成果之一;1997年Bushnell公司在Internet网上又推出测距能力为800码的800型激光测距仪;1998年美国Tasco公司测距能力为800码的摄像机型Lasersite LD激光测距仪。随着技术的不断进步乒不少专门从事该设备研制的公司如雨后春笋般涌现，应用围不断扩大，半导体测距仪向集成化、小型化方向发展。例如，leica公司的VICTOR系列，还配备电子罗盘及倾角仪，测程>1km，重量1.2kg。据报道，2004年美国海军陆战队向leica 公司定购了500套微型测距机，测程1km，重量仅293克。另外一种就是将半导体测距仪和光学瞄准镜、夜视等设备组合，具有测距和瞄准双重功能，如果配有弹道计算机，可根据距离信息计算弹道高，修正风偏，给出准确距离分划。例如美国SACMFCSⅡ侧轻武器通用模块火控系统，就具有这样的功能，据报道其测距能力大于2km。

1.2国研究状况

国样机的研究始于20世纪80年代，是在原固体、气体激光测距机基础上发展起来的。目前，基础技术已具备，主要是解决工程应用问题，开发各种应用产品。航天科工集团八三五八所研制出测程200m，精度0.5m，数据率100Hz的激光测距机。中科院光机所研制出便携式激光测距机，对漫反射水泥墙的测距达100m，采用300MHz计数方式，测距精度0.5m，重复频率1kHz。中国计量学院信息工程系光电子所与国外合作开发了低价、便携式半导体激光测距机，作用测距1km，精度<±1m，采用4M晶振，线性时间放大技术。莱赛公司研制了作用距离200m、测距精度0.5m的半导体激光测距机，2001年，兵总209所研制的半导体激光高度表，测程800米。

二激光测距原理