激光测距仪系统设计 c语言程序),基于时差法的激光测距方法与应用

摘要：

激光测距技术被发现并研制出以后,因为它的测量精度非常高,与其他传统测距技术相比具有的优点非常多,并且激光测距基本能够应用在所有测量环境,激光测距的基本方法是用激光在目标物与发射器之间传播时间来测定距离的,因为激光脉冲具有的方向性强、单向性好等优点,所以激光测距的精确度比传统测距仪器要高得多,且激光测距仪具有体积结构小,易于调整等特性,故激光测距仪是发展至今各个领域都优选的距离测量仪器。可以用于测量长度、距离、速度等。本文详细介绍了激光测距的发展史及国内外激光测距的情况。并设计了一种基于单片机的脉冲激光测距系统。该系统是以光在空气中传播速度为基本条件,通过测量激光发射与接收到目标物体反射回的激光的时间差,再利用单片机进行计算出待测距离。论文对比了两种激光测距方法,相位法激光测距常用于小距离测距,该方法具有高精度特点、设计相对脉冲法简单。脉冲式激光测距则普遍用于远距离测距范畴中,该方法具有很强的抗干扰能力,并且测量精度高较其他测距方法都要高。并分析了脉冲法或连续波发的原理。脉冲激光测距的原理,是通过激光发射器向目标发射一列很窄的光脉冲,并且脉冲到达目标后会在目标处进行的漫反射,能够将少量能量反射接收系统,利用测量这个往返的时间来测量目标的距离。相位法激光测距的原理为利用测量连续的调制信号在与目标之间距离上来回传播而生成的相位变化,从而能够测量出信号的传播时间,并根据时间能够求出距离。本设计介绍了TDC-GP2芯片的计时原理和工作过程,完成了脉冲激光测距系统的各模块电路设计。并以单片机和TDC-GP2为核心确定了脉冲激光测距的设计方案。系统包括激光发射电路,激光接收电路,单片机控制电路,计时电路及LED显示电路,工作过程为:由单片机控制激光器发射激光,TDC-GP2开始计时,返回的激光信号通过APD转化为电信号,再将电信号进入TDC-GP2触发停止计时,使用单片机读取TDC-GP2内部寄存器中的时间值,然后通过计算得到精确测量的距离,在LED上显示出来。本设计使用C语言给系统编写了控制程序,配合电路完成了仿真。由单片机集中控制整个系统,原理简单,设计合理,重复性好,能够达到较高的测量精度。

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