基于AVR的激光測(cè)距機(jī)綜合性能檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)

由于傳統(tǒng)的激光測(cè)距性能檢測(cè)必須到室外對(duì)目標(biāo)靶進(jìn)行檢測(cè),并且受到天氣條件的限制,使得技術(shù)普查和日常維護(hù)受到很大的制約。為了克服以上問(wèn)題,筆者設(shè)計(jì)了一種基于AVR單片機(jī)的激光測(cè)距機(jī)綜合性能檢測(cè)設(shè)備,借助該設(shè)備,對(duì)不同型號(hào)的激光測(cè)距機(jī)完成測(cè)距精度、測(cè)距能力、測(cè)距邏輯、單脈沖能量等的數(shù)字化檢測(cè),大大提高了檢測(cè)效率和測(cè)試精度。

　　1 設(shè)計(jì)方案

　　本方案的基本思想基于模擬激光測(cè)距機(jī)的工作原理和激光傳輸過(guò)程,激光測(cè)距機(jī)在工作時(shí),首先從其發(fā)射通道發(fā)射一激光脈沖,經(jīng)過(guò)大氣傳輸照射在被測(cè)物體上,然后漫反射,激光測(cè)距機(jī)的接收通道接收到漫反射的激光回波,激光測(cè)距機(jī)內(nèi)部安裝有激光脈沖的發(fā)射、接收和計(jì)時(shí)模塊,根據(jù)激光脈沖從發(fā)射到返回的時(shí)間可以計(jì)算出其走過(guò)的距離,從而得到被測(cè)目標(biāo)和激光測(cè)距機(jī)之間的距離。而本方案的綜合性能檢測(cè)設(shè)備與激光測(cè)距機(jī)的接收、發(fā)射通道相對(duì)應(yīng),分別提供發(fā)射、接收通道,檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部也相應(yīng)設(shè)置計(jì)時(shí)模塊,實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)一定距離上的目標(biāo)回波時(shí)間、能量的雙重模擬,即可由檢測(cè)設(shè)備代替目標(biāo)模擬回波脈沖,實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距機(jī)測(cè)距性能的自動(dòng)化、數(shù)字化檢測(cè),綜合性能檢測(cè)設(shè)備總體構(gòu)成如圖1所示。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　綜合性能檢測(cè)設(shè)備電路原理框圖如圖2所示。

　　主要包括微處理器系統(tǒng)、面板顯示及按鍵控制電路、精密延時(shí)信號(hào)發(fā)生器、窄脈沖功率驅(qū)動(dòng)及發(fā)光強(qiáng)度控制電路、精密測(cè)時(shí)器、激光脈沖同步器、激光脈沖能量探測(cè)器及前置放大器、高速數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換器及打印機(jī)控制電路等。

　　3 關(guān)鍵技術(shù)

　　3．1 “雙頻雙光路耦合”法實(shí)現(xiàn)激光測(cè)距性能的綜合測(cè)試

　　本方案的基本思想是將目標(biāo)漫反射的遠(yuǎn)方目標(biāo)回波由半導(dǎo)體激光器模擬,當(dāng)模擬該回波的光譜和空間特性后,即可驅(qū)動(dòng)激光器的邏輯單元工作。而激光脈沖相應(yīng)距離上的飛行時(shí)間則由精密延時(shí)模塊實(shí)現(xiàn)。這樣將激光脈沖在空間的延遲特性轉(zhuǎn)換為時(shí)間特性,從而將遠(yuǎn)方目標(biāo)從一定距離拉近到被測(cè)儀器前端,代替了激光測(cè)距機(jī)性能檢測(cè)必須要有遠(yuǎn)方的實(shí)際合作目標(biāo)的傳統(tǒng)檢測(cè)方法。如圖3所示。