脉冲式激光测距仪的研究与设计

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1、分类号密级ＵＤＣ编号十种挺义為幸破±学位论文麻冲式激光測巧化巧研義与谈计学位申请人姓名：周李申请学位学生类别；全可制巧壬：遣仿与化、余统申请学位学科专业；１指导教师姓名；张国手乂投硕壬华位论文ＭＡＳＴＥＲＳＴＨＥＳＩＳ硕±学位论文脉冲式激光测距仪的研究与设计论文作者：周宇指＾师：张国平教授学科专业：通信与信息系统研究方向；光电信息技术华中师范大学物理科学与技术学院２０１６年５月硕去孚位论文’＇Ｓ＃ＭＡＳＴＨＲＳｒＨＫＩＳＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄ

2、ＤｅｓｉｎｏｆｕｌｓｅｄｇｐｌａｓｅｒｒａｎｅｆｉｎｄｅｒｇＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆ化ｅＲｅｕｉｒｅｍｅｎｔｑＦｏｒｔｈｅＭ．Ｅ．ＤｅｇｒｅｅｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓ化ｍＢｙＺｈｏｕＹｕＰｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅＰｒｏｇｒａｍＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｒａｌＣｈｉｎａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｕＧｕｏ、ｅ

3、ｒｖｉｓｏｒ：Ｚｈａｎｇｉｎｇｐｐ广ＡｃａｄｅｍｉｃＴｉｔｌｅ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＳｉｇｎａｔｕｒｅｄＨ＾ＡｒｏｖｅｄｐｐＭａ．２０１６ｙ／ｆａｉｍＳ巧去学位论文－ＭＡＳＴＥＲＳＴＨＫＳＩＳ华中卿落大学学位论文原创性声明和使用授权说明居刮牲声巧本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研巧成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本声明的法律结果由本人承

4、担。：＾／＜＜年曰作者签名：日期５月学化冷文狀权使巧授权书学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）保密论文注释。：本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。非保密论文注择：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书：

5、作者签义：離导师签义曰日期：月／曰曰期年月！如年／＾／ｉ本人＂＂己经认真阅读ＣＡＬＩＳ髙校学位论文全文数据库发布章程，同意将本人的＂＂＂＂学位论文提交ＣＡＬＩＳ高校学位论文全文数据库中全文发布，并可按章程中的规定享受相关权益一。同意论文提交后滞后；□半年；□年；□二年发布。作者签名：滯导师签名：言曰轨年《月＾曰曰化批６月６３々Ｗ竭去率位论文ＭＡＳＴＥＲＳＴＨＥＳＩＳ摘要激光因为方向性好、亮度高、相干性好等优点，被广泛应用在各种领域中，激一光测距即是激光的种应用。随着几十年的飞速发展，激光测距

6、仪己成为非接触式测距仪器应用到各种领域中。因此，激光测距仪的研究对促进科学技术的发展有着重大意义。一经过多年的研究，激光脉冲测距技术已逐步发展成为项较为成熟的技术，目前激光测距仪的发展方向是小型化和高精度。因此，本文围绕激光测距系统小型化、高精度的要求进行了相关研究。本文对常见的激光飞行时间测距原理进行了深入的分析，并选取了脉冲激光测距方法作为测距的主要方法一。并提出了种解决方案，该方案包括脉冲激光发射模。块，光电接收模块，时间鉴别与时间测量模块，控制模块脉冲激光发射模块采取通过高速逻辑口电路生成脉冲信号，并Ｗ激光驱动

7、苍片驱动半导体激光器方案。该方案采用激光驱动能够很好地解决激光器发射激光的稳定性的问题，也易于与数字电路对接；高速逻辑口电路能够保证输出脉冲具有较好的波形。光电接收模块选用ＰＩＮ型光电二极管，通过前置放大器输出信号。ＰＩＮ型光电二极管光电特性较好，构成的前置放大电路也较简单。时间鉴别与时间测量模块利－用接收信号本身的特征鉴别时刻，然后通过ＴＤＣＧＰ２２测量激光往返的飞行时间。ＴＤＣ－ＧＰ２２对时间测量精度高，且内部能够对数据进行预处理，能够减轻主控制器处理负担。利用ＳＴＭ３２系列单片机对系统整体进行控制。相关测试结果表

8、明，脉冲激光发射模块的设计与光电接收模块的设计能基本满一步完善足激光脉冲测距