基于双振镜的单色激光矢量扫描器设计

摘要

世界上第一台激光器产生于上世纪六十年代，与传统光源相比，激光具有方向性强、亮度高、单色性好等优势，激光器的诞生为现代光学带来了巨大技术革命，随着激光技术的不断发展和激光器件的广泛应用，激光在工业生产、科学探测及现代军事战争中发挥着极为重要的作用，并与许多学科相互结合，产生当今社会最前沿的技术领域，带动了传统产业的进步，也促进了新兴产业的飞速发展。
　　激光双振镜扫描技术是目前性价比较高的一种激光扫描方式，已广泛应用于激光打标、激光快速成型、物体轮廓提取、激光舞台等诸多领域，并以其优良的矢量扫描特性在机场泊位引导系统、车辆防撞体系、车场停泊系统中发挥着重要作用。
　　本文对国内外扫描技术的发展和应用进行了调研和综述，在理论分析和大量前期实验的工作基础上，以双振镜为基础研究激光矢量扫描，对振镜扫描工作原理、双振镜成像误差及分析、数据通信管理、数据存储管理、系统控制等方面进行了研究，设计了一种低成本通用性强的基于双振镜的单色激光矢量扫描器。双振镜扫描系统集成了激光技术、光学技术、计算技术等现代科技技术，具有极高的研究价值。双振镜激光矢量扫描器结构简单可以满足微型化、低成本的要求，测试结果符合基本要求。
　　本文的主要内容包括：
　　第一部分，对目前主要的扫描器件进行了介绍，详细介绍了多面棱镜、电光偏转、声光偏转的工作原理及特点；分析了双振镜扫描的工作原理，对双振镜扫描存在的误差进行详细介绍并分析解决方案；对光栅扫描方式和矢量扫描方式进行了比较，分析了光栅扫描方式和矢量扫描方式的工作原理、技术特点及应用场合，并介绍了矢量扫描内容生成方法；
　　第二部分，详细介绍了扫描器主要的硬件设计和软件设计，分析了各个模块的具体功能和实现方法，编写了相应的驱动程序；
　　第三部分，在实现满足基本的数据通信要求的基础上，设计了一种格式简洁、可靠性强、可扩展性强、通用性强的通信协议。该协议串口的基础上规定了通信设置、通信数据帧格式，不仅满足本设计的通信要求，还可用作多节点间的通信协议，这是本文的创新点之一。
　　通过系统的实际测试表明该扫描器满足最初的设计要求，扫描效果理想，可以扫描矢量图案，也可以扫描矢量动画图案；设计的数据通信协议完全可以满足本设计的要求，而且可以被其他场合借鉴。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要内容

2 双振镜扫描与矢量扫描

2.1 双振镜扫描

2.2 矢量扫描

3.系统硬件设计

3.1 控制器介绍

3.2 DA转换电路

3.3存储器电路

3.4 通信接口电路

4 软件设计及系统测试

4.1 系统软件功能模块划分

4.2 扫描数据生成设计

4.3 数据通信算法设计

4.4 数据存储算法设计

4.5 系统测试

5 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

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