激光三角测距系统

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1、实用标准文案激光测距三角系统1.激光三角法基本原理在被测物体表面上方,用一束激光以一定的角度照射,激光在物体表面发生反射或者散射,在另一个角度用成像系统对激光反射或散射光进行汇聚成像,被测物体上激光照射所产生的光斑的位置变化,光反射或散射的角度也会变化,用光学系统对光线进行汇聚,光斑成像在CCD或者PSD位置传感器上,沿激光方向当被测物体发生移动时,位置传感器上的成像光斑就会发生移动,其位移对应物体移动距离,从而间接的实现激光测量。由于入射和反射光构成一个三角形,对光斑位移的计算,几何三角和激光器运用其中,所以这种方法被称

2、为激光三角测量法。2.系统组成图1光学系统结构图光学器件：AL0650P2尾纤型激光器A414-光纤准直器650BP35-OD3T0E02窄带滤光片DLB-10-25PM的双胶合透镜系统软硬件设计：精彩文档实用标准文案电路部分以AVR单片机为核心的硬件电路,包括线阵CCD驱动电路、CCD信号处理电路,以及以单片机为核心的测量、显示电路,基本满足系统测量精度和在线检测的要求。图2系统硬件框图软件模块包括单片机对线阵CCD的驱动、信号数据二值化、单片机采集处理和发送程序,控制LCD显示测量结果。主程序的结构为:(1)开始,LC

3、D液晶显示屏点亮,初始化单片机和显示器。(2)等待外部按键的幵始命令。(3)开始命令发出后,执行CCD驱动程序、脉冲计数填充和采集程序(4)关闭计数器,控制LCD显示数据。3.系统CCD本系统为微位移检测装置,即通过测量被测物体在CCD上成像的像点移动来测量物体的位移,所以选用线阵CCD。考虑到测量系统应该要满足实时测量要求,并且有较好的动态范围,所以要求系统至少1kHz的响应频率,要求CCD有较好的转移速率,最终选定了TCD1206SUP。其驱动波形如下，本系统采用ATmegal6单片机最小系统对CCD进行驱动，另外单片

4、机在小数据处理和LCD控制方面也足以胜任。图3TCD1206SUP驱动脉冲波形图4.信号处理电路精彩文档实用标准文案（1）差分放大电路考虑到CCD的输出信号频率较高(1MHz),所以在对输出信号进行放大处理的时候,要选用通频带较宽的运算放大器,且在本设计中选用的CCD输出信号包含两路输出,需对其进行差分放大处理。综合考虑以上因素,选择了AD822放大器。图4由AD822组成的差动放大电路（2）滤波器电路从放大器输出的信号含有高频成分,需经低通滤波器将高频信号滤掉,另外滤波器所用元件性能好坏影响滤波效果,应该选取精密的电阻器

5、和电容器,这里结合差动放大电路中有AD822运放,所以设计符合要求的有源滤波器,另外,有源滤波器具有一定的信号放大作用和较强的带负载能力。图5由AD822组成的一阶有源低通滤波电路图6由AD822组成的二阶有源低通滤波器（3）二值化处理二值化处理是把图像包括目标物体、背景还有噪声,从多值的数字图像中分离提取出目标物,在采样精度要求不高的系统里,从运算速度和成本方面考虑,尽可能采用二值化处理信号，本系统采用固定阈值法对信号进行二值化。基于AVR单片机内部自带模拟比较器,这样我们省去了外部硬件器件和搭建电路的麻烦。精彩文档实用

6、标准文案图7采用固定國值法的二值化处理电路（4）光点位置测量（软件）图8光点位置测量处理软件流程图（5）显示接口电路本系统采用的SMC1602A液晶芯片,与单片机相连，实现显示功能。5.结束语本文是阅读了激光三角测距系统相关文献后作出的简单总结，在对激光三角系统理解还有许多不足之处，在以后的学习科研工作中会继续努力。参考文献[1]朱尚明，葛运建.激光三角法测距传感器的设计与实现[J]，工业仪表与自动化装置，1998.2[2]徐俊峰.激光三角法测距系统[硕士学术论文],长春理工大学，2012.3[3]苏煜伟.激光三角法精密测

7、距系统研究[硕士学术论文],西安工业大学，2013.4精彩文档实用标准文案精彩文档