激光测距CPLD研究与开发(6)

2021-09-24 17:32

本课题要求测距范围为5~1000m或以上,测量精度为±1m,结合相位式激光测距和脉冲式激光测距的特点,选用脉冲式激光测距进行距离测量。

2.3本章小结

本章介绍了激光测距的基本原理,详细介绍了相位式激光测距和脉冲式激光测距的原理,并对两种激光测距的测距特点进行对比,确定本课题选用脉冲式激光测距。

本文介绍了激光测距的基本原理,详细介绍了相位式激光测距和脉冲式激光测距的原理,结合两种激光测距方法的特点,选用脉冲式激光测距进行距离测量的算法研究。为了提高脉冲式激光测距的精度,减少激光测距电路的复杂性,采用延迟线插入法测量激光飞行时间间隔,可以在单片FPGA/CPLD芯片中实现测距算法,研究出测距的专用芯片。

电信学院学士学位论文

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本文介绍了激光测距的基本原理,详细介绍了相位式激光测距和脉冲式激光测距的原理,结合两种激光测距方法的特点,选用脉冲式激光测距进行距离测量的算法研究。为了提高脉冲式激光测距的精度,减少激光测距电路的复杂性,采用延迟线插入法测量激光飞行时间间隔,可以在单片FPGA/CPLD芯片中实现测距算法,研究出测距的专用芯片。

第三章 脉冲式激光测距时间间隔测量

3.1脉冲式激光测距时间间隔测量原理及方法

采用脉冲式激光测距法进行距离测量,关键是测出激光往返测距仪与被测目标之间的飞行时间间隔,时间间隔的测量方法主要有模拟法、数字法和数字插入法三大类。

3.2模拟法

模拟法测量时间间隔需要模数转换过程,其核心是在待测时间间隔Tm内对一已知电容器做恒定大电流I1充电,让电容器的端电压随着待测时间的长短做线性的增减,但是在待测时间结束时,则利用另外一个比充电电流要小得多的恒流源I2(I2=I1/K)使电容器开始线性放电,直到电容器的端电压回到充电的起始值为止。在放电的过程中,利用计数器对较长的放电时间计数。在得到放电时间T之后,就可以反推得到充电时间(即待测时间间隔Tm)的大小

Tm=T/K=T*I1/I2。其工作原理如图3-1所示。

图3-1 模拟法测量时间间隔

模拟法测量时间间隔可以得到很高的分辨率,受充电电流与放电电流的比值影响较大。充电电流越大,放电电流越小,都可以提高分辨率。但是充电电流的大小是由电容器的电容值、计时脉冲周期(最大充电周期)与最大充电电压所决定,当电容值与计时脉冲周期决定以后,要提高充电电流,只有提高电路的工作电源电压,电源电压越高,电路的消耗功越大,故不可能无限制提高,而最大充电电压也不能大于电源电压。最小放电电流,则由电路的噪声大小决定,放电电流越小,自然越容易受噪声干扰,那么判断电容电压何时回充电初值(决定停止计时的时刻)就越容易出现错误。

3.3数字法

数字法测量时间间隔是用同步时钟脉冲对时间间隔进行计时,不需要模数转换过程,


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