激光测距仪系统设计毕业设计论文
基于脉冲激光的测距系统设计毕业论文
1.2.2
国内的样机的研究是从20世纪70年代开始的，是在原来的固体和气体激光测距机的基础上发展起来的[9]。目前已经具备了基础技术，主要是解决工程应用方面的问题。
至今，激光测距仪已经发展至第三代。
第一代激光测距仪是采用0.69μm的红宝石激光器及光电倍增管探测器，这也是最早的激光测距仪。20世纪70年代初，少量的激光测距仪开始装备到了军队里，例如美国的AN/GVS-3、日本的70型，但是，由于第一代的激光测距机效率较低、隐蔽性较差、体积大、重量大、耗电多等一系列的原因，很快被第二代激光测距机所取代。第二代激光测距仪采用了1.06μm的Nd:YAG激光器和硅光电二极管或雪崩二极管作为探测器。与第一代相比，在隐蔽性、体积、重量、耗电等方面都有着很大的改善，因此，第二代激光测距仪开始迅速发展。美国于1977年研制出了AN/GVS-5型的第一台手持式Nd:YAG激光测距机，该测距机的外形采用了普通手持式双筒望远镜的外形特征，而且大小与普通望远镜相当，重量仅为2kg。经过近些年的发展，激光测距技术的发展已经日趋成熟，激光测距仪已经发展至第三代[6]，称为人眼安全激光测距。其采用波长为1.54μm的饵玻璃激光器和波长为10.6μm的CO2激光器。例如美国的“斯米尔”人眼安全激光测距仪[7]。这类激光器具有在烟雾中的传输性好，兼容性好，对方探测困难等优点，但也存在一些问题，比如激光易被湿气吸收、目标反射率低、需要制冷等。
讲师2014摘要激光具有高亮度高方向性高单色性和高相干性等优点所以利用激光传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中激光测距是目前应用最普遍的一种本课题介绍了激光传感器的原理和特性以及atmel公司的at87c51单片机的性能和特点并在分析了激光测距的原理基础上指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题给出了以at87c51单片机为核心的低成本高精度微型化数字显示激光测距的硬件电路和软件设计方法该系统设计合理工作稳定能量良好检测速度快计算简单易于做到实时控制并且在测量精度方面能达到工业应用的要求
激光测距 毕业设计
激光测距毕业设计激光测距毕业设计近年来，随着科技的不断发展，激光测距技术在各个领域得到了广泛的应用。
激光测距技术以其高精度、高速度的特点，成为了许多工程项目中不可或缺的重要工具。
本文将探讨激光测距技术在毕业设计中的应用，并介绍其原理和实施方法。
首先，我们来了解一下激光测距技术的原理。
激光测距技术利用激光器发射出的激光束，经过目标物体的反射或散射后，由接收器接收到反射回来的光信号。
通过测量光信号的时间差，再结合光的传播速度，就可以计算出目标物体与激光器之间的距离。
激光测距技术的精度可以达到毫米级，非常适合进行精确测量。
在毕业设计中，激光测距技术可以应用于多个领域。
例如，在建筑工程中，我们可以利用激光测距技术来测量建筑物的尺寸和形状。
通过激光测距仪，我们可以快速准确地获取建筑物各个部位的距离，并据此进行建筑设计和施工规划。
这对于提高工程的质量和效率具有重要意义。
此外，在机械制造领域，激光测距技术也发挥着重要作用。
例如，在汽车制造过程中，我们可以利用激光测距技术来测量汽车零部件之间的间距和位置，以确保装配的精度和一致性。
同时，激光测距技术还可以用于检测机械零件的尺寸和形状，以及进行机械加工过程中的实时监控。
除了建筑工程和机械制造，激光测距技术还可以应用于其他领域。
例如，在地质勘探中，我们可以利用激光测距技术来测量地下岩层的厚度和距离，以帮助矿产勘探和地质灾害预测。
在环境监测中，激光测距技术可以用于测量大气污染物的浓度和分布，以及水体的深度和流速。
这些应用都对于保护环境和人类生活具有重要意义。
在实施激光测距技术的毕业设计中，我们需要选择适当的激光测距仪和相关设备。
目前市场上有许多不同型号和品牌的激光测距仪可供选择，我们需要根据具体需求来进行选择。
同时，我们还需要学习激光测距技术的基本原理和操作方法，以确保测量的准确性和可靠性。
在进行实际测量时，我们需要注意一些技巧和注意事项。
首先，为了提高测量的精度，我们需要保持激光测距仪与目标物体之间的垂直关系。
《脉冲式半导体激光测距系统的设计》范文
《脉冲式半导体激光测距系统的设计》篇一一、引言随着科技的进步，激光测距技术已经广泛应用于各个领域，如工业自动化、机器人导航、地形测绘等。
其中，脉冲式半导体激光测距系统以其高精度、快速响应等优点，逐渐成为主流的测距方式。
本文将详细介绍脉冲式半导体激光测距系统的设计，以期为相关研究和应用提供参考。
二、系统概述脉冲式半导体激光测距系统主要由激光发射器、接收器、信号处理与控制系统等部分组成。
其中，激光发射器负责发射激光脉冲，接收器负责接收反射回来的激光脉冲，信号处理与控制系统则负责对接收到的信号进行处理，并输出测距结果。
三、系统设计1. 激光发射器设计激光发射器是脉冲式半导体激光测距系统的核心部件之一，其性能直接影响测距精度和速度。
设计时需考虑激光器的类型、功率、波长等因素。
为提高测距精度和速度，通常选用高功率、高稳定性的半导体激光器作为发射器。
此外，为确保激光脉冲的准确性和一致性，还需设计相应的驱动电路和调制电路。
2. 接收器设计接收器负责接收反射回来的激光脉冲，并将其转换为电信号。
设计时需考虑接收器的灵敏度、噪声抑制能力等因素。
通常采用高灵敏度的光电二极管作为接收器的主要部件，同时需设计相应的放大电路和滤波电路以提高信噪比。
3. 信号处理与控制系统设计信号处理与控制系统负责对接收到的电信号进行处理，并输出测距结果。
设计时需考虑信号处理的算法、控制系统的稳定性等因素。
通常采用数字信号处理技术对接收到的信号进行处理，以提高测距精度和速度。
此外，为确保系统的稳定性和可靠性，还需设计相应的控制系统，对系统的各个部分进行控制和监测。
四、系统实现在系统实现过程中，需根据设计要求进行硬件选型和制作、软件编程和调试等工作。
具体而言，需完成以下步骤：1. 根据设计要求选择合适的硬件器件，如激光器、光电二极管、放大器等；2. 设计并制作电路板，包括驱动电路、调制电路、放大电路、滤波电路等；3. 编写控制系统软件，实现系统的控制、监测和数据处理等功能；4. 对系统进行调试和测试，确保其性能达到设计要求。
激光测距系统的设计本科毕业论文
激光测距系统的设计本科毕业论⽂本科毕业论⽂（设计）激光测距系统的设计Design of laser ranging system毕业设计（论⽂）原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈郑重承诺：所呈交的毕业设计（论⽂），是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。
尽我所知，除⽂中特别加以标注和致谢的地⽅外，不包含其他⼈或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历⽽使⽤过的材料。
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激光测距论文
目录摘要一.激光传感器的简单介绍及其优点二.激光测距传感器原理及应用2.1.传输时间激光距离传感器的发展2.2 测距传感器的工作原理2.3.应用实例2.3.1、测量传送带上箱子的宽度2.3.2、保护液压成型冲模2.3.3、二轴起重机定位三.激光测距传感器在激光测距望远镜中的应用3.1.激光测距望远镜基本结构与性能3.2.主要性能参数3.3.功能描述四,结束语参考文献摘要:激光传感器已经广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等各方面，激光传感器正以自己独特的优势焕发勃勃生机,本文简单介绍了激光测距传感器工作的原理和应用。
一、激光传感器简单介绍及其优点激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器。
它由激光器、激光检测器和测量电路组成。
激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
激光具有4个重要特性：（1）高方向性（即高定向性，光速发散角小），激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米；（2）高单色性，激光的频率宽度比普通光小10倍以上；（3）高亮度，利用激光束会聚最高可产生达几百万度的温度。
（4）高相干性，两束光交迭时，产生明暗相间懂得条纹（单色光）或彩色条纹（自然光）的现象称为光的干涉。
只有频率和振动方向相同，周相相等或周相差恒定的两束光才具有相干性。
应用——利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。
激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。
二、激光测距传感器原理及应用激光测距的原理它的原理与无线电雷达相同，将激光对准目标发射出去后，测量它的往返时间，再乘以光速即得到往返距离。
由于激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点，这些对于测远距离、判定目标方位、提高接收系统的信噪比、保证测量精度等都是很关键的，因此激光测距仪日益受到重视。
在激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距，而且还可以测目标方位、运运速度和加速度等，已成功地用于人造卫星的测距和跟踪，例如采用红宝石激光器的激光雷达，测距范围为500～2000公里,误差仅几米。
激光测距仪系统设计毕业设计论文
军事上装备的激光测距仪，重量一般为10kg左右，最小的只有0.36k用巨大的天线就可以发射极窄的光束。
3.分辨率高，抗干扰能力强
窄的光束和短的脉冲宽度，不仅使横向和纵向目标分辨率大大提高，而且不受电磁干扰和地波干扰，例如在导弹的初始阶段，微波测距由于严重的地波干扰而不能使用，激光测距却能得心应手。
德国博世(BOSCH)公司研制生产的手持式高精度激光测距仪，体积小巧，携带方便，广泛适用于房地产、室内装潢、建筑施工、测量测绘等众多领域。该公司研制生产的DLE150激光测距仪不但可以测量、校正、计算，而且可以非常快速地进行探测。它的测量范围为0.3m－150m,测量精度<±3mm,测量时间一般<0.5秒，测量分辨率为lmm,它采用先进技术，能测量高度，面积，数量，角度或斜面；可持续测量，用于测定固定参考点的最大或最小距离；间接测量功能，能对一些不能直接测量的距离，例如，房屋的墙高等进行间接测量；存储检索，检索最新存储的资料和最近20个测量结果：“显示激光光束”模式，激光光束会在测量过程中一直处于显示状态，可以快速准确地寻找测量目标；使用万能尾件可以对角落、平面和边缘进行测量；防尘防水设计。
Keywords:Laser ranging;Phase;Phase locked loop;Frequencymixer; Frequencydivider;Single chip microcomputer
第1章 绪论
1.1
随着科学技术的不断发展，人类在民用和军事领域，对距离量的测量要求非常广泛。测量范围和测量精度的要求都在不断增加，因此人类在不停研究新的测量方法和理论。近年来，激光技术迅速发展和完善，导致了光学及其应用技术的巨大革命，促进了物理学和相关学科的发展。激光器已被确认为20世纪最重要的发明之一。而激光技术的发展，标志着人们掌握和利用光波进入了一个新阶段。激光技术出现后，很快被应用到各种测量（大地测量、地形测量、工程测量、航空摄影测量以及人造地球卫星的观测和月球的光学定位等航天测量）中。与此同时，现代电子技术的飞速发展和光电器件性能的不断提高，使激光测距仪成为距离测量的主要仪器之一。
激光测距毕业论文
激光测距毕业论文激光测距技术在现代科技领域中扮演着重要的角色，它不仅被广泛应用于工业制造、测绘地理、无人驾驶等领域，还在军事、医疗等方面发挥着关键作用。
本篇文章将探讨激光测距技术的原理、应用以及未来的发展。
首先，让我们来了解激光测距技术的原理。
激光测距是利用激光束的特性来测量目标物体与测距仪之间的距离。
激光束通过发射器发出，并在目标物体上产生反射。
测距仪接收到反射回来的激光束，并通过计算激光束的传播时间来确定目标物体与测距仪之间的距离。
这种技术具有高精度、高分辨率和快速测量的特点，因此被广泛应用于各个领域。
其次，激光测距技术在工业制造中具有重要意义。
在制造过程中，精确的测量是确保产品质量的关键。
激光测距技术可以用于测量零件的尺寸、检测产品的平整度和表面质量，以及判断产品的装配精度。
通过激光测距技术，制造商可以实时监测和调整生产过程，提高生产效率和产品质量。
此外，激光测距技术在测绘地理领域也扮演着重要角色。
传统的测量方法需要耗费大量时间和人力，而激光测距技术能够快速、准确地获取地形数据。
通过激光测距技术，测绘人员可以获取地面、建筑物、山脉等目标物体的三维坐标信息，为地理信息系统的建设提供了重要的数据支持。
这对于城市规划、土地管理和资源开发具有重要意义。
激光测距技术在无人驾驶领域也发挥着关键作用。
无人驾驶车辆需要实时感知周围环境并做出决策，而激光测距技术可以提供高精度的障碍物检测和距离测量。
通过激光测距技术，无人驾驶车辆可以准确判断与前方车辆、行人或其他障碍物的距离，从而做出相应的避让动作。
这对于提高交通安全和推动无人驾驶技术的发展至关重要。
然而，激光测距技术仍然存在一些挑战和限制。
首先，复杂的环境条件会对激光测距技术的精度和可靠性产生影响。
例如，在雨雪天气或者强光照射下，激光束的传播和反射会受到干扰，导致测量结果的不准确。
其次，激光测距技术的成本较高，限制了其在某些领域的广泛应用。
随着技术的不断发展和成本的降低，相信这些问题将逐渐得到解决。
激光测距系统的设计
一 、引言
随着激光技术的发展 ,激光的应用越来越广泛 , 尤其是在军事上 ,激光测距机的诞生 ,对军队的作战 和训练等产生了革命性的影响 。在激光测距机出现 以前 ,坦克炮 、地炮 、高炮和舰炮等通常用光学测距 机测距 。光学测距机无论是合象式的还是体视式 的 ,其测试精度随距离而变化 ,测程越远 ,精度越差 , 操作也比较复杂 , 而且仪器的体积受基线长短的限 制 。针对上述光学测距存在的问题 , 本文设计了激 光测距光学系统 。该系统突出的优点是 : (1) 测距精 度高 ,并且与测程远近无关 ; (2) 仪器体积小 ,测距迅 速 ; (3) 便于数字信息处理 ; (4) 角分辨力高 , 抗干扰 能力强等 。
输出功率 15mW
重复频率 90pps (每秒钟的周期数或脉冲
数)
接收探测器 硅雪崩光电二极管
接收镜孔径 18～100mm
四 、应用与展望
随着激光 、红外 、电视 、微光 、光纤 、多光谱和全 息等现代光学技术的不断发展以及它们与电子技 术 、计算机技术等日益密切的结合 ,使得光电子技术 在侦察 ,测距 、火控 、导航 、制导 、指挥 、控制 、通讯等 军事领域的应用日益广泛 。精确测距 、精确制导的 导弹 、炮弹和炸弹等武器 ,攻击目标广 ,命中精度高 , 是现代战争中的重大威胁力量 。预计激光测距以及 激光武器将是未来战略威胁力量的一个重要组成部 分。
激光测距系统进一步发展的主要环节应该是以 下几个方面 :一是大视场 ;二是由于激光束的漂移 , 加之激光束的发散角极窄 ,因而难以捕获目标 ,为此 必须解决激光束稳定问题 , 所以采用高稳定度的 CO2 激光器 ;三是频移调制器 ;四是快速扫描的双轴 机械扫描器 。
参考文献
[ 1 ] 张承铨. 国外军用激光仪器手册. 兵器工业出版社 ,1989 [ 2 ] Dang K V , Kauff man1CL ,Derzko ZI1SPIE ,1992 ,1686 [ 3 ] 贺安之 ,阎大鹏. 激光瞬态干涉度量学. 机械工业出版社 ,1993
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2．体积小，重量轻，携带方便
军事上装备的激光测距仪，重量一般为10kg左右，最小的只有0.36kg，体积只有香烟盒那么大，激光由于方向性好，所以可以不用巨大的天线就可以发射极窄的光束。
关键词:激光测距；相位；锁相环；混频器；分频器；单片机
SystemDesignof a LaserRange Finder
ABSTRACT
Thephase-ranging methodis adopted in the system designof thelaser range finder. It isalso known as amplitude modulation of continuous wave laser rangingandis usually based on the detection ofthephaseofthe target echo, has been widelyused in many fieldssuch as military, aerospace, industrial and sports etc.
Keywords:Laser ranging;Phase;Phase locked loop;Frequencymixer; Frequencydivider;Single chip microcomputer
第1章 绪论
1.1
随着科学技术的不断发展，人类在民用和军事领域，对距离量的测量要求非常广泛。测量范围和测量精度的要求都在不断增加，因此人类在不停研究新的测量方法和理论。近年来，激光技术迅速发展和完善，导致了光学及其应用技术的巨大革命，促进了物理学和相关学科的发展。激光器已被确认为20世纪最重要的发明之一。而激光技术的发展，标志着人们掌握和利用光波进入了一个新阶段。激光技术出现后，很快被应用到各种测量（大地测量、地形测量、工程测量、航空摄影测量以及人造地球卫星的观测和月球的光学定位等航天测量）中。与此同时，现代电子技术的飞速发展和光电器件性能的不断提高，使激光测距仪成为距离测量的主要仪器之一。
与其它测距技术相比，激光具有角分辨力高、抗干扰能力强，可以避免微波贴近地面的多路径效应和地物干扰问题，并且具有天线尺寸小、质量轻、结构小巧、和安装调整方便等优点，激光测距仪是目前高精度测距最理想的仪器之一。由于以上各方面的原因，使得激光测距在测量领域得到了青睐，并被迅速推广应用，在国民经济和国防建设中具有非常重要的意义[1]。
毕 业 设 计（论 文）
题目：激光测距仪系统设计
（英文）：SystemDesignofa Laser Range Finder
院别：机电学院
专业：机械电子工程
姓名：
学号：
指导教师：
日期：
激光测距仪系统设计
摘 要
本次激光测距仪系统设计采用的是相位式测距法，相位激光测距又称调幅连续波激光测距通常是基于对目标回波相位的探测，在诸如军事、航空、工业和体育等领域已经取得广泛的应用。相位激光测距仪的发展趋势是小型化、高可靠性、便于与其他仪器集成。
激光与普通光源的光束具有一系列新的特点：激光有小的发散角，即所谓的方向性好或准直性好；激光的单色性好，即相干性好；激光的输出功率虽然有限，但是功率密度很高，一般的激光亮度要比太阳表面的亮度大。
自第一台红宝石激光器在1960年问世后，激光技术在军事和民用领域的很多方面都得到了快速而广泛的应用。如军事领域中的激光雷达、激光测距、激光制导和激光武器等；民用领域中的激光切割、激光通信和激光医学应用等。其中特别是激光测距技术，在第一台激光器诞生的第二年，就已经有人进行了激光测距的试验。
本文介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的具体设计方案。设计围绕接收和发射系统的性能开展，主要包括了锁相环、分频器、信号整形与放大电路、弱信号检测滤波与放大电路、混频器、鉴相测相器、信号处理与显示电路、单片机89C51的软硬件设计和C语言软件编程等问题。利用Proteus软件对系统电路进行绘制以及利用CAD设计了系统机械的结构。
1.2
1.2.1
1．测距精度高
激光测距的精度与操作者的经验和被测距离无关，误差仅取决于仪器本身的精度。战术激光测距仪的误差在5m以内，科学实验的测距仪精度更高，例如，在月球上安装角反射器（合作目标），最好的测距记录是384401km，误差仅为10cm。
用激光测距对卫星进行精密测轨，精度已达1cm，日本用于预防地震的长距离监测系统，全程84km，误差小于1mm。