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1、一种提高脉冲激光测距中时间测量精度的方法第40卷第1期2010年1月河南大学学报(自然科学版)JournalofHenanUniversity(NaturalScience)Vol.40 No.1Jan.2010虞静1,江虹1,唐丹2(1.西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621000;2.中国工程物理研究院,四川绵阳621000)摘 要:脉冲激光测距的应用非常广泛,其中提高测距精度是该项技术的核心之一.为实现脉冲激光测距的高精度,提出一种时间间隔测量的方法.设计采用单片机控制时间测量芯片,对发射脉冲和返回脉冲信号延迟进行
2、测量,同时利用时间测量芯片对测量结果进行自动校准,并采用定比例时点判别可减小信号变化对时点判别的影响.通过定点测量,结果表明该方法简化了器件设计,达到了较高的测距精度,最后分析了影响脉冲激光测距精度的误差的原因.关键词:脉冲激光测距;时间测量;TDC-GP2芯片;MPS430单片机中图分类号:TN247文献标志码:A:-)0018-05AMethodforPrecisioninPulseangingYUJing1,JIANGHong1,TANGDan2————————————————————————————————————
3、———————————(1.SchoolofInformationEngineering,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,MianYang621000,China;2.ChinaAcademyofEngineeringPhysics,MianYang621000,China)Abstract:Thepulselaserrangefinderiswidelyused,inwhichtoimprovetherangingaccuracyisoneofthecoretechno
4、logy.Inordertorealizethepulselaserrangefinderaccuracy,thedesignputsforwardakindofmethodoftime-intervalmeasurement.Usingsingle-chipmicrocomputercontroltimeoffiringpulsechipstomeasurethedelayoffiringpulseandreturnpulsesignal,thetimemeasurementresultsofchipsautomatic
5、calibrationisused,atthesametime,theproportionoffixedpointforjudgingcanreducethetimingsignalchanges.Throughmeasurement,dotresultsshowthatthismethodsimplifiesthedevicedesignandachievehighaccuracy,withtheanalysisoftheinfluenceofthepulselaserrangingaccuracyoferror.Key
6、words:PulseLaserranging;time-of-flightmeasuring;TDC-GP2chip;MPS4300 引言激光测距技术与一般光学测距技术相比,具有操作方便、系统简单及受天气影响较小的优点.与雷达测距相比,激光测距具有良好的抗干扰性,高精度和高分辨率,无需合作目标等优点[1].常用的激光测距技术[2]有相位激光测距;三角法激光测距;调频法测距;脉冲激光测距.提高脉冲激光测距系统测量精度关键在于提高实践测量精度.传统的——————————————————————————————————————
7、—————————测时方法中采用直接脉冲计数法可通过不断提升晶振频率,提高测量精度,但该方法受晶振器件制作工艺限制,因此实用性不强;另外,采用数模转换法[3-4],利用FPGA最小单元实现差分延迟线的方法[5]等都不能达到某些领域的测量要求.本文对脉冲测距原理进行分析,阐述了GP2时间间隔测量原理及测量方法,在脉冲激光测距中,要求对飞行时间进行精确的测量.由于测量目标物的距离和反射率的差异,信号往往有幅度和上升时间的变化,这对使计时起点和终点的精确鉴别产生了困难,直接导致飞行时间的测量误差增大,设计采用定比例时点判别 收稿
8、日期:2009209220 基金项目:国家863资助项目(2009AA04Z166) 作者简介:虞静(1984-),女,四川绵阳人,在读硕士研究生.研究方向:通信电路与系统..图1 系统结构简图Fig.1Schematicdiagramofsystemstructure1 脉冲测距与时间间隔测量原理及分
