短程手持式激光测距仪的研究与设计

摘要

随着激光测距技术的诞生、现代电子技术的飞速发展以及光电器件性能的不断提高，激光测距仪成为距离测量的主要仪器并很快被应用到各测量领域。由于激光测距仪的使用并不依赖于待测距离以及使用者的经验，误差仅取决于仪器本身的精度，这使激光测距仪的研究不仅在国防领域具有重大意义，在国民应用中也占据着极为重要的地位。
　　本文通过对比几种常见的激光测距原理的特点，选择能够实现较高精度的相位式激光测距原理，解决民用领域内短距离测距过程中经常遇到的精度问题。设计主要包括5个模块:信号产生模块、调制发射模块、接受放大模块、混频采样模块以及控制模块。
　　为满足小型化的要求，本设计主要采用体积小、功耗低、可靠性高的元器件，比如探测器选择敏感的PIN光电二极管。提出采用先进的直接频率合成技术(DirectDigital Synthesizer，简称DDS)获得所需要的精度，采用差频测相技术降低对混频采样电路器件的工艺要求。针对民用领域人眼安全的考虑，激光器选择了650nm红光半导体激光器，可通过眨眼提供相应的眼睛保护。为了增加输出的光功率，有效的调节激光器调制带宽，同时减弱弛豫振荡，还设计了三级管和运算放大器组合成的偏流提供电路为半导体激光二级管提供一定的直流偏置。最后提出了相应的测量数据组合算法。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 国内外激光测距机的发展现状及发展趋势

1．2．1 国内外激光测距机的发展现状

1．2．2 激光测距仪的发展趋势

1．3 激光测距仪的分类

1．4 便携式激光测距仪的发展

1．5 本文的研究内容和组织结构

2 常用激光测距方法简介

2．1 脉冲法激光测距

2．1．1 脉冲激光测距原理

2．1．2 脉冲测距法的关键技术

2．2 其他激光测距方法简介

2．2．1 三角法激光测距

2．2．2 干涉法激光测距

2．2．3 调频连续波法激光测距

2．3 相位激光测距

2．3．1 相位激光测距原理

2．3．2 相位测距技术

3 短程便携式激光测距仪设计

3．1 总体设计

3．2 频率合成

3．2．1 频率合成器选择

3．2．2 滤波电路的设计

3．3 激光调制发射模块

3．3．1 激光器的选择

3．3．2 激光调制电路

3．4 接收部分

3．4．1 光电探测器

3．4．2 前置放大器

3．4．3 AGC自动增益放大电路

3．5 混频采样电路

3．6 控制器的工作原理

3．7 部分模块的仿真测试

4 测距系统的软件设计及数据组合

4．1 测距系统软件设计

4．1．1 系统功能框图

4．1．2 系统主程序框图

4．1．3 时显示部分的程序

4．2 数据组合方法

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢