基于时间转换数字技术的激光测距仪设计

脉冲式激光测距仪通过测量激光脉冲的往返飞行时间来求得目标与测距系统之间的距离,而激光飞行时间的测量精度是影响测距精度的最关键因素;文章研究了激光回波信号处理电路,采用TDC_GP21(时间数字转换芯片)设计了时间间隔测量模块,详细介绍了TDC_GP21的测时原理与工作流程,设计的测距仪采用TMS320F2812作为主控芯片以提高系统的数据处理速度;实验结果表明,该激光测距仪结构简单,操作方便,测量范围为75m~5km,测量精度为±1m,成本低,能够满足航空航天领域中对于空间目标的测距需求。     

基于μC/OS-II的嵌入式脉冲激光测距系统

激光测距系统中,时间间隔的分辨率是测距系统精确度的关键因素。采用ACAM的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1,设计并实现了一种基于自触发脉冲激光飞行时间测量方法的脉冲激光测距系统,给出了测距系统功能原理和电路设计。使用实时操作系统μC/OS-II作为系统控制核心,以确保测量精度。     

基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式脉冲激光测距系统

激光测距系统中,时间间隔的分辨率是测距系统精确度的关键因素.采用 ACAM 的高精度时间间隔测量芯片 TDC-GP1,设计并实现了一种基于自触发脉冲激光飞行时间测量方法的脉冲激光测距系统,给出了测距系统功能原理和电路设计.使用实时操作系μC/OS-Ⅱ作为系统控制核心,以确保测量精度.     

采用TDC-GP1的激光测距系统设计

在激光测距系统中,时标是影响测距系统精确度的关键因素。文章利用ACAM的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP1、自触发脉冲激光飞行时间测量方法设计了一种结构简单、测量精度高的脉冲激光测距系统。     

基于TDC的激光测距传感器飞行时间测量研究

激光测距传感器是通过测量传感器与目标之间激光脉冲往返飞行时间来获取待测距离值的,因此激光飞行时间的测量精度是衡量传感器性能的根本指标.采用一种专用的时间数字转换芯片TDC-GP2设计了高精度时间间隔测量模块,介绍了TDC-GP2的测时原理,给出了软硬件的实现方法.实验结果表明:该模块测量频率快,单脉冲测量精度可达100...     

基于CPLD的激光测距板自动化测试系统

为提高激光测距板的功能验证和质量检测的效率,降低诊断和维修成本,设计了一种新型激光距离模拟源,该模拟源可以模拟激光的飞行时间和激光电脉冲的幅值。在此基础上,研发了一套激光测距板的测试系统。主要贡献和创新是,采用CPLD定时控制单元来控制高速模拟开关的通断来模拟出精确的激光飞行时间。采用D/A模块来控制激光回波电脉冲的幅值,通过将高速模拟开关的输出和分压电路的基准电压的叠加得到具有可调幅值的高精度时差的激光回波电脉冲。测试和试验表明激光模拟源可以模拟不同距离的目标,系统可以很好地验证激光测距板的功能和测距性能,特别适合于大规模、批量生产的激光测距板的测试。     

低测量误差脉冲激光测距系统设计

在脉冲激光测距系统的设计中采用两次测距并将结果做差的测量方法,有效地减小了脉冲激光测距系统的测量误差,使测距精度大幅提高。并且阐述了脉冲激光测距系统各个模块的设计思路和器件的选择,为系统具体的硬件电路确定了明确的设计方向。     

基于相位法的矿用激光测距仪设计

针对传统煤矿顶底板移近量测量无法实时监测、检测精度低、实用性差的问题,设计了一种采用集成相位法测距原理的激光测距模块作为距离测量核心模块的激光测距仪,显著提高了顶底板移近量测量的检测精度和实时性。从器件选型、逻辑控制机制两方面详细介绍了降压转换电路、接口EMC电路、五位数码管显示电路、遥控电路、激光测距模块接口电路、通讯电路六部分电路原理图设计方案,以及测距仪的软件执行逻辑流程。测距仪进行了实验室和现场基本性能和功能试验,实验结果表明,测距仪具有检测精度高、煤矿顶底板测距实用性强的特点,满足设计需求。     

基于DSP+FPGA的激光测距机数字信号处理研究

针对激光回波脉冲窄、弱等缺点，提出数字信号处理技术检测目标的方法；该方法首先采用小波阈值去噪方法对激光回波弱信号进行滤波，然后利用激光回波信号之间的相关性，对滤波后的潜在目标进行目标匹配，检测出目标，整个系统采用高速数宁信号处理器（DSP）实现相应的算法，采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）设计接口电路，降低了电路的复杂度；实验结果表明，该处理方法不仅提高了激光测距的作用距离和测距精度，而且实现了激光测距仪的小型化。     

脉冲式激光测距仪计时系统设计与实现

激光测距技术被广泛应用于扫描成像、模式识别、目标跟踪等领域,快速、高精度的测距计时是其实现的基础。为满足上述领域的应用需要,对脉冲式激光测距的高速计时技术进行了研究。采用基于数字式内插测量方法以及高精度时间间隔测量芯片和数据处理芯片,设计并实现了激光测距仪的计时模块与数据传输模块。试验结果表明,该计时系统具有较高的测量精度,可实现测距信号的高速计算以及将测距数据快速传递至上位机的功能,对模式识别、跟踪目标等领域相关功能的实现具有应用价值。     

汽车防碰撞系统中测距模块的设计

分析了目前常用的几种距离测量技术的特点,根据汽车防追尾碰撞系统对测距模块参数的要求,选择了脉冲激光测距作为测距模块的实现方法。重点介绍了微弱的漫反射光信号的检测和放大,恒定比脉冲时刻鉴别技术,高精度时间数字转换芯片TDC-GP2的应用和距离采集程序的设计。整个电路集成化程度高,结构紧凑,可以为防碰撞系统提供可靠的实时距离参数。     

基于TDC-GP2的激光测距飞行时间测量系统

在激光盘煤测量系统中,激光飞行时间的测量是影响整个系统精度的关键因素。文章基于高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2设计了一种用于激光盘煤测量系统中的激光飞行时间间隔测量系统,介绍了TDC-GP2激光测距原理,给出了系统硬件及软件设计。试验结果表明,该系统结构简单、测量精度高,具有较高的可行性。     

基于TDC-GP2的激光测距飞行时闻测量系统

在激光盘煤测量系统中,激光飞行时间的测量是影响整个系统精度的关键因素。文章基于高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2设计了一种用于激光盘煤测量系统中的激光飞行时间间隔测量系统,介绍了TDC-GP2激光测距原理,给出了系统硬件及软件设计。试验结果表明,该系统结构简单、测量精度高,具有较高的可行性。     

高精度多频脉冲超声测距法研究

传统的超声测距方法基于单频脉冲飞行时间,原理简单、应用灵活,但由于声波易受空气衰减以及电路噪声影响,其测量精度较低,多频连续波相位检测法可以达到较高的精度,但其受限于连续声波发射,应用范围较小。为兼顾测量精度与应用范围,提出一种采用多频超声脉冲发射的方法,利用各频段声波之间的固有时间差值,结合飞行时间法精确估计超声脉冲的到达时间,再通过温度补偿测量现场的声速,即可得到精确的被测距离。该方法能够拓展超声测距的应用范围,简化硬件设计,经实验验证,在3 m范围内,测量精度可以达到0.3 mm左右。     

超声波测距系统的设计

该系统是基于单片机的超声波测距系统,由STC89C52RC型SCM、按键模块、警报模块、超声波收发模块、显示模块及环境温度采集模块电路组成.采用计数脉冲的方法测出超声波自发射至接收的往返时间,进而计算出测量距离,同时在数据处理中采用了温度补偿以提高测距精度.此系统适用智能避障、倒车雷达、测量井深、测量水库水位和高精度测距等.     

新型远距离超声测距系统设计

针对现有超声波测距系统测量距离不足的问题,提出一种新型的远距离超声波测距系统设计方案。该系统采用C8051F单片机作为主控制器,设计了超声波发射模块、时间增益控制模块、数据处理模块等。通过实验证明,利用互相关算法和程控增益电路提高了系统测距精度,通过引入新型超声波换能器和设计超声波发射电路提高了系统测量距离。     

基于UWB与激光测距的综采工作面定位系统

传统的无线定位技术精度低,UWB定位技术可实现厘米级高精度定位,满足综采工作面定位系统的精确度要求,但现有研究忽略了安装在液压支架上的基站位置变化对定位效果的影响。针对上述问题,将激光测距技术应用到矿山环境中,设计了一种基于UWB与激光测距的综采工作面定位系统。定位基站安装在液压支架上,液压支架位置变动,基站位置随之变动,采用矿用本安型激光测距传感器测量定位基站之间的距离。定位基站外接天线,发射固定功率的UWB无线信号,与佩戴在人员身上或安装在设备上的定位标志卡通信,通过飞行时间测距方法确定移动目标的位置信息。定位基站通过矿井环网将位置信息数据上传至地面数据中心。在高河煤矿E2308工作面进行了系统测试,结果表明:该系统定位精度达0.193m,定位精度较高,系统基站位置校准精度在0.011m左右,有效解决了基站位置校准问题。     

基于匹配滤波技术的激光测高仪电子学系统的设计与实现

设计了一种基于主动遥感技术的激光测高仪的电子学系统。系统利用匹配滤波技术可自动获得不同目标物回波信号的最佳信噪比并保证了信号的保真度。还设计了一套基于延时线的方法测量距离作为测高系统测量距离的一个备份。实验结果表明,该电子学系统完全实现了测距精度和信号的保真度要求。     

改进型DS-TWR的UWB煤矿井下定位方法研究

提出基于改进双边双程测距算法的超宽带煤矿井下定位系统,对双边双程测距算法进行了优化,实现了标签和多个基站同时测距,缩短了测距时间,加快了定位速度;采用卡尔曼滤波对测量到的距离进行滤波处理,提高了测距的精度和稳定性。实验结果表明,定位系统的定位精度可达到厘米级,在模拟煤矿井下环境中(地下通道),平均误差在20 cm内,最小误差为11.06 cm;在室内环境中的平均误差为14 cm内,最小误差为6.49cm。     

基于RS485数据帧计时的总线设备间距离测量

针对煤矿井下大量工作的在线设备不具备定位功能、已安装无线定位的设备易受电磁干扰导致定位精度低等问题,结合电缆故障测距的时域反射法和无线单边双向测距飞行时间法,提出了一种基于RS485数据帧计时的总线设备间距离测量方法,即以通信电缆为载体,利用通信数据在一对主从机之间往返的飞行时间来测量主从机之间的距离,总线沿线设备通过监听数据测量自身与从机之间的距离,从而实现总线上所有设备之间距离测量,并可根据2次不同参考从机的测量结果计算出设备一维分布。从计时时钟频率、主从机时钟偏差、电路时延、电磁波传播速度4个方面分析了影响距离测量精度的因素,并提出了相应措施以提高测量精度。采用1台矿用本安型显示屏为主机、8台矿用传感器为从机建立试验平台,采用该方法测量总线设备间距离,结果表明该方法无需改变硬件,只更新软件即可测量出RS485总线上所有设备之间的距离,并可建立以主机为原点的一维分布;在电缆长度5km范围内距离测量误差不超过±1.5m,且测量结果不受传输损耗、电磁干扰影响。