基于自触发的脉冲激光测距系统研究

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1、中文图书分类号：TP242.6+2密级：公开UDC：621.3学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目:基于自触发的脉冲激光测距系统研究论文作者:杨惠强领域:控制工程指导教师:居鹤华教授论文提交日期:2016年5月UDC：621.3学校代码：10005中文图书分类号：TP242.6+2学号：S201302247密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于自触发的脉冲激光测距系统研究英文题目：THERESEARCHOFTHEPULSEDLASERRANGINGSYSTEMBASEDONSELFTRIGGERING

2、论文作者：杨惠强领域：控制工程研究方向：激光雷达测距申请学位：工程硕士专业学位指导教师：居鹤华教授所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：杨惠强日期：2016年6月1日关于论文使用授权的说明本人完

3、全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：杨惠强日期：2016年6月1日导师签名：居鹤华日期：2016年6月1日摘要摘要基于激光测距技术在探月工程中发挥的重要作用以及在各行各业广阔的应用前景，通过对激光测距方法对比分析，选择了脉冲式激光测距，然后针对脉冲式激光测距精度较低的缺点，提出了自触发脉冲激光测距的方法，解决了传统测距多次测量求取平均值所带来的问题。除此之外，为了进一步提高测距精

4、度，选用高精度时间间隔测量芯片TDC-GP21。在此基础上设计了自触发脉冲激光测距系统整体方案，主要包括自触发单元、激光发射单元、激光接收单元、时间间隔测量单元等部分。论文主要从两个方面进行了研究，其一是对激光测距系统整体结构进行了充分研究，根据设计要求确定了最终方案，然后选择合理的激光发射和接收器件，对各单元电路进行了分析与设计，并根据电路图进行仿真实验，确定测距系统各单元电路的可行性，同时制作了TDC-GP21硬件电路板，选择STC89C85RD+作为主控芯片；其二是进行了系统的软件设计，包括主控芯片单片机程序设计和调试，串口程序设计和调试，上位机软件开发

5、等工作。论文结合自触发测量方法和TDC-GP21高精度时间间隔测量芯片提高了测距精度，并进行了传统非自触发测量方法和自触发测量方法的对照实验，通过对实验数据统计分析，验证自触发测量方法能够提高测距精度。关键词：自触发,脉冲激光测距,时间间隔测量,TDC-GP21−I−AbstractAbstractBasedonlaserrangingtechnologyplaysanimportantroleinlunarexplorationprojectandbroadapplicationprospectsinallwalksoflife，throughanalyzi

6、ngtheprincipleoflaserranging，thepaperchoosesthepulsedlaserranging.Andthenaccordingtothelowprecisionofthepulsedlaserranging，self-triggeringpulsedlaserrangingisproposed.Self-triggeringpulsedlaserrangingcansolvetheproblemofmultiplemeasurementsinthetraditionallaserrangingtechnique.Inadd

7、ition，inordertofurtherimprovetherangingaccuracy，wechoosehighprecisiontimeintervalmeasurementchipTDC-GP21.Onthebasisofthemaccordingly，self-triggeringpulsedlaserrangingsystemisdesigned，mainlyincludingtheself-triggeringunit，thelasertransmittingunit，thelaserreceivingunitandthetimeinterv

8、almeasurementunit.T