激光雷达多通道接收测距电路研制

摘要

激光雷达以激光为辐射源并作为载频，是激光技术和雷达技术相结合的产物。本文所研究的单双基地激光雷达原理系统，其双基地接收机采用6*4探测单元排列组成。本文的主要工作是研制多路接收测距电路板，完成对多路阵列探测单元输出信号的处理，为双基地激光雷达目标定位系统提供距离信息。
　　 本文研究了激光雷达相关理论及激光测距方法，基于脉冲激光测距法，给出了一种结构简单，可同时处理多路回波信号的测距电路。完成了包含时刻判别电路、时间间隔测量电路及串口通信电路三个模块的测距电路的软、硬件设计。快速判别模块选用高速比较器ADCMP600及二极管IN5819组成，电路简单，传输延时小。时间间隔测量电路选用高精度时间数字转换器TDC-GP1完成了对时间间隔的测量。串口通信电路采用收发分置的通信方式，最大化的利用了RS232和RS422接口的优点，实现了电路与计算机的通信。最后对电路板进行了系统测试和误差分析，测试结果表明研制的电路合理可行，满足激光雷达原理样机系统对测距及信号处理的要求。

目录

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第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2激光测距原理及应用

1.3本文的研究内容与结构安排

第二章激光雷达相关技术概述

2.1单双基地激光雷达原理及雷达方程

2.1.1单双基地激光雷达基本原理

2.1.2单双基地激光雷达方程

2.2脉冲激光测距方法简介

2.3激光回波信号的统计特性

2.4单双基地激光雷达原理系统介绍

2.5本章小结

第三章多通道接收测距电路硬件设计

3.1总体要求和设计方案

3.2时刻判别模块设计

3.2.1判别方法选取

3.2.2电路的设计与实现

3.2.3测试结果和分析

3.3时间间隔测量模块设计

3.3.1时间间隔测量方法介绍

3.3.2电路的设计与实现

3.3.3测试结果分析

3.4串口通信模块设计

3.4.1设计思想

3.4.2电路的设计与实现

3.4.3制板注意事项

3.5本章小结

第四章多通道接收测距电路软件设计

4.1激光器外触发电路的软件设计

4.2测距处理电路的软件设计

4.2.1软件设计流程

4.2.2 TDC-GP1的设置

4.2.3串口通信的设置

4.2.4程序的编写

4.3本章小结

第五章系统测试与结果分析

5.1系统测试

5.1.1探测器噪声的测试

5.1.2系统固定延时的测试

5.1.3测距电路板性能测试

5.2误差分析

5.2.1系统误差

5.2.2测距电路板误差

5.3本章小结

第六章总结与展望

致谢

参考文献

研究成果