激光测距传感器技术参数

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. 自主开发的 USB-TTL/STC-ISP 在线编程器使用 USB 接口，为笔记本电脑用户

解决没有串口而不方便编程 STC 系列单片机的问题，本下载器低价格、高性能，是工厂、学校、个人等开发 STC 系列单片机的首选优秀工具。

特点：

1. 支持 USB1.1 或 USB2.0 通信；

2. 全面支持 WIN98、WINME、WIN2000、WINXP、VISTA、WIN7 等操作系统；

3. 采用 USB 口供电，板内带有 500mA 自恢复保险丝或保险电阻，保护电脑主板不被意外烧毁；

4. 在对芯片编程时可以使用目标系统本身电源，也可以使用编程器从

USB 口取电供给目标板，但应保证目标标电流不大于 500mA，以免不能正常编程；

5. 编程完成不影响目标板的程序运行；

6. 支持 STC 全系列芯片烧录；

7. 编程器提供 3.3V 与 5V 的电压输出接口；

8. 速度比并口编程更快更稳定，更方便笔记本电脑用户使用；

9. 采用进口原装芯片，能进行高速稳定编程；

电源范围：

VCC: 3~3.3VDC 电流：100mA

技术参数

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. 测量范围 0.05~30m

测量精度（标准差） 1.0mm

倾角测量 -

距离单位 m

激光类型 620~690nm

激光等级 Ⅱ级，<1mW

在距离m处光斑直径 6mm10m，30mm50m

单次测量时间 1s

防护等级 IP40

工作温度 -10~+60℃

贮存温度 -20~+80℃

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. 重量 约60g

尺寸（长×宽×高） 48×42×18mm

执行标准 GB/T 14267-2009

激光测距模块通讯协议:

波特率9600bps, 8位数据位，1位起始位，一位停止位,无奇偶校验.

基于图像传感器的激光测距方法研究　

苏煜伟，孙钊，陈羽　

（西安工业大学电子信息工程学院，陕西西安７１００３２）　

Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｉｍａｇｅ　Ｓｅｎｓｏｒ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｒａｎｇｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　

ｓｕ　Ｙｕ—ｗｅｉ。ＳＵＮ　Ｚｈａｏ。ＣＨＥＮ　Ｙｕ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ’ａｎ　７１００３２。Ｃｈｉｎａ）　

摘要：针对传统接触式测距方法的局限性，介绍　

了一种根据光学三角法利用图像传感器近距离测距　的方法。通过半导体激光器发出的光经过物体反射　成像在ＣＭＯＳ图像传感器的光敏面上，接受到的激　光光斑图像通过接口传到主机，利用Ｍａｔｌａｂ进行分　

析处理计算，得到被测距离。通过搭载模拟实验平　台，验证了该方法的可行性，并且简单易于实现，有　

较高的实用价值。　关键词：光学三角法；测距；激光光斑图像　

中图分类号：ＴＭ９３８．７２；ＴＰ３　文献标识码：Ａ　

文章编号：１００１—２２５７（２０１３）０１—００１６—０３　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉ—　ｔｉｏｎａｌ　ｃｏｎｔａｃｔ　ｒａｎｇｅ　ｆｉｎｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　

ｔｈｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｔｒｉａｎｇｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｕｓｉｎｇ　ｉｍａｇｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｆｏｒ　

ｓｈｏｒｔ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ—　

ｔｏｒ　ｌａｓｅｒ　ｅｍｉｔｓ　ｌｉｇｈｔ　ａｆｔｅｒ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｏｆ　ｏｂ—　

ｊ　ｅｃｔｓ　ｉｎ　ａ　ＣＭＯＳ　ｉｍａｇｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｓｕｒ—　ｆａｃｅ，ｔｈｅ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｌａｓｅｒ　ｓｐｏｔ　ｉｍａｇｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｉｎ—　

应用天地　２Ｄ　Ｉ　５年Ｉ　１月　第］５卷第１　ｌ期／

短距离激光测距传感器系统设计＊　

王顺录　李党娟　范　源　郝冬杰　

（西安工业大学光电工程学院西安７１００２１）　

摘要：工业检测中微小位移的测量需求越来越广，而常见的超声波测距、红外测距等都无法满足测量要求。基于主动视觉　原理和三角法的基本测量原理，设计了单片机采集ＰＳＤ驱动电路、Ｉ／Ｖ转换电路、放大电路、滤波电路等，实现了两路电压信　

号的输出；再通过软件实现信号的采集与滤波，最后利用非线性曲线拟合的方法，封装形成了一种基于ＰＳＤ的激光三角法测　距传感器。通过实测，在２０￣６０　ｍｍ内的测量误差小于１　，可以满足工业现场的测量要求。　关键词：激光测距仪；三角法；ＰＳＤ　

中图分类号：ＴＮ９５９．７　文献标识码：Ａ　国家标准学科分类代码：５２０．６０４　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｌａｓｅｒ　ｒａｎｇｉｎｇ　ｓｅｎｓｏｒ　ｆｏｒ　ｓｈｏｒｔ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　

Ｗａｎｇ　Ｓｈｕｎｌｕ　Ｌｉ　Ｄａｎ￣ｕａｎ　Ｆａｎ　Ｙｕａｎ　Ｈａｏ　Ｄｏｎｇｊｉｅ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　０ｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００２１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｉｎｏｒ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　

ｃｏｍｍｏｎ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｒａｎｇｉｎｇ，ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｒａｎｇｉｎｇ，ｅｔｃ．ａｒｅ　ｎｏｔ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｃａｓｅｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　

ｔｏ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｅ　ｖｉｓｉｏｎ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ＰＳＤ　ｄｒｉｖｅ，Ｉ／Ｖ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ａｍｐｌｉｆｉｅｒ　ａｎｄ　ｆｉｌｔｅｒ　ａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｗｏ　ｓｉｇｎａｌ　ｏｆ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｕｔｐｕｔｓ　ａｒｅ　ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅ—　ｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔＯ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎａｌ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ．Ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｎｏｎ—ｌｉｎｅａｒ　ｆｉｔｔｉｎｇ　ｍｅｔｈ　

激光测距传感器原理及应用

一、传输时间激光距离传感器的发展

激光在检测领域中的应用十分广泛，技术含量十分丰富，对社会生产和生活的影响也十分明显。激光测距是激光最早的应用之一。这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点。1965年前苏联利用激光测地球和月球之间距离（380´103km）误差只有250m。1969年美国人登月后置反射镜于月面，也用激光测量地月之距，误差只有15cm。

利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。即： 。

传输时间激光测距虽然原理简单、结构简单，但以前主要用于军事和科学研究方面，在工业自动化方面却很少见。因为激光测距传感器售价太高，一般在几千美元。实际上，所有工业用户都在寻找一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器。因为许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制，如今的传输时间激光测距传感器将为这类场合的工程师排忧解难。

二、工作原理

传输时间激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。传输时间激光传感器必须极其精确地测定传输时间，因为光速太快。

例如，光速约为3´108m/s，要想使分辨率达到1mm，则传输时间测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间：

0.001m¸(3´108m/s)=3ps

要分辨出3ps的时间，这是对电子技术提出的过高要求，实现起来造价太高。但是如今廉价的传输时间激光传感器巧妙地避开了这一障碍，利用一种简单的统计学原理，即平均法则实现了1mm的分辨率，并且能保证响应速度。