嵌入式高精度激光測距系統(tǒng)設(shè)計*

胡寧波,王 晗,張 平,張家峰,胡釗雄

(1.廣東工業(yè)大學a.機電工程學院廣東省微納加工技術(shù)與裝備重點實驗室,廣州 510006;b.省部共建精密電子制造技術(shù)與裝備國家重點實驗室，廣州 510006;2.長春理工大學機電工程學院,長春 130022)

0 引言

隨著近年來激光測距技術(shù)被廣泛運用于社會生活，工業(yè)自動化生產(chǎn)等多個領(lǐng)域，距離信息被認為是其中最重要的測量指標之一，因此對激光測距系統(tǒng)能夠獲取準確可靠的距離數(shù)據(jù)的研究具有積極的意義[1-2]。

研究發(fā)現(xiàn)國內(nèi)目前在激光測距系統(tǒng)設(shè)計方面其測距原理主要采用三種方式：三角式、脈沖式和相位式，其系統(tǒng)主要組成部分包括硬件和軟件，硬件部分一般選用單一的控制器來控制各種硬件電路包括：信號產(chǎn)生與激光調(diào)制電路、激光器與激光接收探測器、差頻測相技術(shù)設(shè)計的鑒相電路、以及信號接收處理電路等。軟件部分大多數(shù)通過其選擇的控制器對應(yīng)的軟件平臺進行下位機開發(fā)，有的同時開發(fā)出上位機測量界面。其中研究者往往通過實驗測試結(jié)果的反饋來選擇更合理的器件和測量算法去設(shè)計硬件電路，從而保證和提高系統(tǒng)測量性能[3-6]。這些都是通過提升系統(tǒng)硬件質(zhì)量的方式理論上保證了系統(tǒng)測量部分的精度和穩(wěn)定性，不是針對于整個系統(tǒng)而言，同時對測量技術(shù)和成本的要求比較高，缺乏可觀性、可移植性和靈活性。在實際測量過程中，系統(tǒng)經(jīng)常會受到測量環(huán)境、硬件故障、被測目標間差異等客觀因素的干擾而產(chǎn)生一些系統(tǒng)誤差，由于這些系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生會使測量結(jié)果出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，甚至是未知數(shù)據(jù)等在系統(tǒng)間傳輸?shù)腻e誤返回數(shù)據(jù)導致偏離真實測量值，這些會影響到系統(tǒng)測量的精度和穩(wěn)定性。……