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激光测距仪的概述

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苏州工业园区职业技术学院

江苏省大学生实践创新训练计划项目

项目报告

项目来源：江苏省大学生实践创新训练计划立项项目项目名称：激光测距仪设计与制作

立项时间：2011年6月

所属系部：电子工程系

主持人：林亚东、王翠翠

项目成员：徐晔、左鸿伟、朱国婷、左华洋

指导教师：牟淑贤

摘要

本毕业项目小型手持式激光测距仪的设计与制作。首先确定激光测距仪的组成结构，确定激光测距仪的硬件组成模块，然后针对不同模块进行设计。首先进行光路系统的设计，主要确定激光发射的光谱及能量的大小，其次是硬件电路进行设计，包括激光发射部分的电路，光信号接收部分的电路，TDC-GP2模块的测量模块的电路，电源供给电路，晶振电路，单片机控制电路，显示输出电路，控制输入电路。然后对整个控制系统进行程序的编写，对部分电路进行仿真，采购元器件，最后根据前面的设计思路进行硬件电路的焊接与实施，针对整个是做一套激光测距仪的模型，进行激光测距仪模型测试及调试。因为激光测距仪的应用广泛，有必要了解产品的使用目的、使用功能的要求，以便从激光测距仪中的主要组成部分、激光测距仪的工作原理、激光测距仪的电路组成以及内部芯片、软件设计等方面进行研究。

激光测距仪的设计与制作 (1)

1.引言 (1)

1.1激光测距仪的研发背景 (1)

1.2研发意义 (2)

1.3本项目的主要内容 (2)

农具模型2.激光测距仪的概述 (2)

2.1系统组成 (2)

2.2工作原理 (3)

3.激光测距仪的硬件电路 (4)

3.1.光信号发射和接收模块 (5)

3.电源部分 (14)

3.1电压控制反馈电路 (14)

3.2电源电路 (15)

3.3时间测量 (17)

4.单片机显示控制 (20)

4.1 单片机控制芯片AT89S52 (20)

4.2 显示屏介绍 (22)

4.3 按键控制 (23)

4.4显示电路 (23)

山东师范大学招聘5系统的软件设计 (24)

总结 (26)

附件1（单片机芯片读取测试数据的部分程序图） (29)

源程序代码 (29)

激光测距仪的设计与制作

1.引言

激光测距仪主要用来对距离、角度、面积、体积等几何尺寸进行测量；同时也能实现对目标进行定位和跟踪。激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。若激光是连续发射的，测程可达40公里左右，并可昼夜进行作业。若激光是脉冲发射的，一般绝对精度较低，但用于远距离测量，可以达到很好的相对精度。世界上第一台激光器，是由美国休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年，首先研制成功的。美国军方很快就在此基础上开展了对军用激光装置的研究。1961年，第一用激光测距仪通过了美国军方论证试验，对此后激光测距仪很快就进入了实用联合体。

激光测距仪按空间分类一般分为（1）一维激光测距仪，用于距离测量、定位；激光测距仪（2）二维激光测距仪（Scanning Laser Range finder）用于轮廓测量，定位、区域监控等领域，（3）三维激光测距仪（3D Laser Range finder）用于三维轮廓测量，三维空间定位等领域。

按测量距离分类：测量距离分类可分为长距测量和短距测量。长距测量一般在600-3000米左右，这类测距仪测量距离比较远，但精度相对较低，精度一般在1 m左右。短距测量一般在200米内，精度在2

mm左右。这是目前使用范围最广的激光测距仪。在功能上除能测量距离外，一般还能计算测量物体的体积。

按工作原理分类：可分为脉冲式和位相式；脉冲激光测距是利用发射和接收脉冲信号的时间差来实现对被测物体距离的测量，而相位式激光测距是利用发射连续激光信号和接收的激光信号之间的相位差所含有的距离信息来实现对被测目标物体距离的测量。

1.1激光测距仪的研发背景

在当今这个科技发达的社会，激光测距的应用越来越普遍。在当今这个科技发达的社会，激光测距的应用越来越普遍。在很多领域，如电力，水利，环境，建筑，地质，警务，消防，爆破，航海，铁路，军事，农业，林业，房地产，休闲、户外运动等都可以用到激光测距仪。当前激光测距仪的发展趋势是向测量更安全、测量精度高、系统能耗小、体积小型化方向发展，而其中脉冲激光测距的应用领域也是越来越宽广，比如说建筑工地，户外测距离以及丈量房屋，野外应用

等。

1.2研发意义

本项目的研究可以使我们更好的巩固所学的工程光学、数字电路、模拟电路单片机知识，并且将这些

知识运用到实践中去，更好的为我们将来的工作打好基础。

1.3本项目的主要内容

本项目是研究手持式脉冲激光测距仪手持激光测距仪，因为脉冲式激光测距仪的测距比较长，相对原理比较简单。本项目研究手持式脉冲激光测距仪的光电发射接收模块，时间测量模块，单片机显示控制模块。

2.激光测距仪的概述寄生参数

2.1系统组成

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如图2-1，激光测距仪总的来说包括激光发送部分、光电接收与转换部分、时间测量部分，单片机控制及显示输出部分。细的来分可分为电源、激光器、发射镜、放大整形部分、雪崩二极管用于光电转换的光电器件MAX1673和MAX448以及接收望远镜。用于计算的时间测量片的TDC-GP2以及运用52单片机实现液晶屏幕转换。

图2-1 小型激光测距仪系统图

发射系统：高功率窄脉宽脉冲激光器(二极管泵浦自调Q 激光器) 、驱动电源和红外发射光学系统;

接收机：高灵敏度低噪声红外光电雪崩二极管、接收、放大电路、滤光片和红外接收光学系统;

本文发布于:2024-09-22 18:26:42，感谢您对本站的认可！

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