激光测距仪系统设计毕业设计论文

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》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。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个⼈或集体，均已在⽂中作了明确的说明并表⽰了谢意。

作者签名：⽇期：指导教师签名：⽇期：使⽤授权说明本⼈完全了解⼤学关于收集、保存、使⽤毕业设计（论⽂）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版本；学校有权保存毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版，并提供⽬录检索与阅览服务；学校可以采⽤影印、缩印、数字化或其它复制⼿段保存论⽂；在不以赢利为⽬的前提下，学校可以公布论⽂的部分或全部内容。

作者签名：⽇期：学位论⽂原创性声明本⼈郑重声明：所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。

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涉密论⽂按学校规定处理。

作者签名：⽇期：年⽉⽇导师签名：⽇期：年⽉⽇注意事项1.设计（论⽂）的内容包括：1）封⾯（按教务处制定的标准封⾯格式制作）2）原创性声明3）中⽂摘要（300字左右）、关键词4）外⽂摘要、关键词5）⽬次页（附件不统⼀编⼊）6）论⽂主体部分：引⾔（或绪论）、正⽂、结论7）参考⽂献8）致谢9）附录（对论⽂⽀持必要时）2.论⽂字数要求：理⼯类设计（论⽂）正⽂字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），⽂科类论⽂正⽂字数不少于1.2万字。

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。

---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---1.1 课题的背景和意义 (2)1.2 国内外现况 (3)1.3 本课题主要研究内容 (4)1.最小的单芯片系统的硬件设计; (4)2.液晶屏的硬件设计; (4)3.警告声光报警电路; (4)4.硬件功能测试程序。

(4)1.4 开发环境介绍 (4)1) 开发环境 (4)2) 运行环境 (5)第二章硬件介绍 (6)2.1 STC89C52概述 (6)图2-1 51单片机管脚图 (6)1 主电源引脚 (7)2 时钟源 (7)3 控制,选通或复用 (7)4 多功能I/O端口 (7)2.2 keilC51的开发环境 (8)2.2 Nokia/诺基亚5110 LCD (9)图2-2 Nokia5110显示屏 (10)2.3 GP2Y0A02YK0F红外激光测距模块 (10)1、距离测量范围： 20 to 150 cm (10)2. 信号输出类型：电压模拟信号 (10)3. 包装尺寸：29.5×13×21.6 mm (10)4. 功耗：标称值33 mA (10)5. 供电电压：4.5 to 5.5 V (10)6.精度和采集的AD位数以及转化计算公式相关，10AD一般能达到0.1CM (10)图2-3 测距原理 (12)图2-4传感器数值曲线图 (12)第三章硬件系统介绍 (13)3.1 红外激光测距的实现构想 (13)3.2 结构框图 (13)图3-1 结构框图 (13)3.3系统硬件结构电路图 (14)图3-2 整体电路图 (14)3.3.1 ISP电路 (14)图3-3 下载与擦除电路 (15)3.3.2 稳压电路 (15)图3-4 稳压电路 (15)3.3.3 显示模块Nokia5110lcd (15)图3-5 5110显示电路 (16)3.3.4 键盘 (16)图3-6 按键 (17)3.3.5红外激光测距模块 (17)图3-7 测距模块 (17)3.3.6复位电路 (17)图3-8 复位电路 (18)3.3.7 时钟电路 (18)图3-9 时钟电路 (19)3.3.8蜂鸣器电路 (19)图3-10 蜂鸣器电路 (19)3.4测距原理与测距方法的选择 (20)3 3.1相位激光测距 (20)3.4.2脉冲法激光测距 (20)3.4.3 激光三角法测距 (21)3.4.4激光的选择 (22)1. 采用红外激光的发光二级管，结构很简单，体积小，成本较低 (23)2. 对红外的调制很简单，能够实现编码发射 (23)3. 红外线不会通过阻碍物 (23)4. 具有低耗能，反应快的特点 (24)5. 具有极强的在干扰环境下工作的能力 (24)6. 不会对环境造成污染，基本上对于人畜无害 (24)第四章软件系统设计 (25)4.1 系统软件流程图 (25)图4-1 软件流程图 (25)4.2 部分代码 (26)LCD部分 (26)c -= 32; (27)x <<= 3; (27)y <<= 1; (27)第五章实物制作与调试说明 (31)5.1 材料的选择 (31)5.2 电路板PCB的设计 (31)5.3 印刷电路板的制作 (32)5.4 单片机测试 (32)5.5 电路调试 (32)5.6 红外激光测距的调试 (33)第六章总结 (33)第一章绪论1.1 课题的背景和意义这个项目的需求是不用进行接触测量，开发出运行快速，准确度高，而且具有能够忍受强干扰，体积小，重量轻的激光测距仪。

摘要激光测距技术是随着激光技术的出现而发展起来的一种精密测量技术，因其良好的测距性能而广泛应用在军事和民用领域。

激光测距方法从原理上主要分为相位法测距和脉冲法测距两种。

本文将脉冲激光测距和相位激光测距进行了原理分析与比较,根据课题设计需要选择了测程远、精度高、成本低且结构简单的脉冲激光测距作为设计方法。

本文对组成脉冲激光测距系统的几个重要单元电路做了深入研究。

主要包括激光发射电路、激光接收电路、高精度时间测量电路、单片机以及LCD显示。

在发射电路中采用集成芯片LM555和74LS123设计的窄脉冲发生电路。

在接收电路中对回波信号的放大、滤波、整形和时刻鉴别进行了分析和研究，对已有的时刻鉴别电路做了对比与选择,设计了前沿时刻鉴别电路,有效地减小了由于幅度的随机抖动而引起的误差。

脉冲飞行时间测量精度直接影响着脉冲激光测距系统的整体测距精度,因此在高精度计时电路中采用了高精度计时芯片TDC—GP2测量脉冲飞行时间,不仅使电路结构变得简单,而且有效地提高了计时精度。

关键词：激光测距；脉冲法；发射电路；接收电路；高精度计时ABSTRACTWith the development of laser technology，laser ranging becomes a new precise measurement technology, and is extensively used in the military and civil field for its high accuracy.The laser range finder is divided into pulse and phase two types at present.This paper analyzed the pulse laser range finder and phase laser range finder，chose the pulse laser range finder as the research method because of high precision，low cost and simple structure.The paper had been done deeply study of pulse laser measuring system, mainly including the laser emitting circuit, the laser receiving circuit, the high precision time measurement circuit,single chip and LCD display. The narrow pulse generating circuit was designed using LM555 and 74LS123 integrated chip in the emitting circuit.In the receiving circuit analyzed and studied for the signal of echo amplification, filtering, shaping and time identify circuit，cutting edge moment discrimination circuit are designed to reduce the error of due to amplitude random jitter by comparison and selection the existing time discrimination circuit.Pulse time of flight measurement accuracy directly affects the whole measurement of the pulse laser ranging system accuracy, so high precision time measurement chip TDC—GP2 is used measurement pulsed time of flight in the high precision time measurement circuit.It not only makes the circuit structure become simple but also improves accuracy.Key words：Laser range finder；Pulse method；Emitting circuit；Receiving circuit；High precision time measurement目录第一章绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2国外研究现状 (2)1.3课题研究容 (3)第二章激光测距系统理论分析与设计 (4)2.1激光技术 (4)2.1.1激光简介 (4)2.1.2激光及其产生 (6)2.1.3激光的特性 (8)2.1.4激光器的基本组成 (9)2.1.5激光器的种类 (10)2.1.6激光器的选择 (11)2.1.7半导体激光二极管的特性 (12)2.2激光测距原理 (15)2.2.1相位法激光测距 (15)2.2.2脉冲法激光测距 (17)2.2.3两种测距方式的性能分析及其对比 (19)2.2.4激光测距的要求与方法的选择 (20)第三章系统总体方案与电路设计 (21)3.1系统总体方案 (21)3.1.1系统基本组成 (21)3.1.2系统工作流程 (22)3.2系统电路的设计 (23)3.2.1激光发射电路的设计 (23)3.2.1.1窄脉冲发生电路 (23)3.2.1.2激光驱动电路 (28)3.2.1.3半导体激光器 (31)3.2.2激光接收电路的设计 (32)3.2.2.1接收光路 (32)3.2.2.2光电探测器 (34)3.2.2.3放大电路 (37)3.2.2.4比较整形电路 (41)3.2.2.5时刻鉴别电路 (43)3.2.2.6高压产生电路 (45)3.2.3高精度计时电路 (47)第四章单片机与液晶显示 (51)4.1单片机 (51)4.1.1 AT89C51简介 (52)4.1.2 AT89C51主要特性 (52)4.1.2 AT89C51引脚说明 (53)4.1.3 AT89C51外围电路 (55)4.2液晶显示 (55)4.2.1 LM016L简介 (56)4.2.2 LM016L引脚说明 (56)4.2.2 LM016L外围电路 (57)第五章总结 (57)致 (59)参考文献 (60)附录一激光测距仪程序框图 (61)附录二激光测距仪程序 (62)第一章绪论1.1课题研究背景及意义随着科学技术的不断发展，人们在民用和军事领域对距离测量的需求日益增加。