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脉冲激光测距接收电路的设计脉冲激光测距技术是一种常见的测量距离的方法，广泛应用于工业、环境监测和机器人领域。
而脉冲激光测距接收电路是实现这一测量方法的关键部分。
脉冲激光测距接收电路的设计旨在实现精确、稳定地捕捉激光脉冲信号，并将其转化为数字信号以进行距离计算。
下面将介绍几个关键要素，以帮助您理解脉冲激光测距接收电路的设计。
第一个要素是接收器设计。
脉冲激光测距接收电路通常采用光电二极管或光电二极管阵列来接收激光脉冲信号。
这些接收器需要具备高灵敏度和快速响应的特点，以确保准确地接收到激光信号。
第二个要素是前置放大器。
由于激光脉冲信号很弱，需要通过前置放大器将信号放大到适合后续处理的水平。
前置放大器还需要具备低噪声特性，以确保测量结果的精确性和稳定性。
第三个要素是时间测量电路。
脉冲激光测距需要测量激光从发射到接收的时间差，因此时间测量电路是脉冲激光测距接收电路的核心部分。
常用的时间测量电路包括计数器、时钟和触发器等组件，用于精确测量时间差并将其转化为数字信号输出。
第四个要素是滤波器。
为了去除噪声和干扰信号，脉冲激光测距接收电路通常需要加入适当的滤波器。
滤波器可以是低通滤波器或带通滤波器，具体根据实际应用需求来选择。
最后一个要素是模数转换器。
脉冲激光测距接收电路需要将模拟信号转换为数字信号进行距离计算。
模数转换器可以是单通道或多通道的，具体选择取决于系统的要求和设计目标。
综上所述，脉冲激光测距接收电路的设计涉及到接收器设计、前置放大器、时间测量电路、滤波器和模数转换器等要素。
合理地设计这些要素，可以实现精确、稳定的脉冲激光测距功能。
高层建筑物激光雷达监测系统施工方案一、背景介绍随着城市的快速发展和人们对舒适居住环境的追求，高层建筑的数量快速增加。
然而，高层建筑物的稳定性和结构安全一直是人们关注的焦点。
为了确保高层建筑物的结构安全，激光雷达监测系统应运而生。
本文将详细介绍高层建筑物激光雷达监测系统的施工方案。
二、方案原理高层建筑物激光雷达监测系统主要通过激光束在建筑物表面形成网格，并利用激光测距仪实时获取建筑物表面的形变信息。
通过与事先设定的基准值进行对比，可以及时发现建筑物的位移变化、松动或倾斜等异常情况。
同时，系统还可以通过数据采集和分析，提供结构变形趋势的预测，为高层建筑物的维护和管理提供重要参考。
三、系统组成高层建筑物激光雷达监测系统主要包括以下几个组成部分：1. 激光发射器：负责发射激光束，将建筑物表面形成规则的网格。
2. 激光测距仪：通过测量激光束与建筑物表面的反射距离，获取建筑物形变信息。
3. 数据采集设备：负责接收和处理激光雷达系统获取的数据，并将其转化为可视化的结构变形信息。
4. 数据分析软件：对采集到的数据进行分析和处理，提供结构变形趋势的预测。
5. 报警系统：当发现建筑物出现异常变形时，及时发出报警信号，提醒相关人员采取必要的措施。
四、施工流程高层建筑物激光雷达监测系统的施工流程主要包括以下几个步骤：1. 规划设计：根据建筑物的结构形式和监测要求，确定激光雷达监测系统的布置方案和参数设置。
2. 安装设备：按照设计方案，在合适的位置安装激光发射器、激光测距仪和数据采集设备，并进行相关的连接和调试工作。
3. 配置软件：根据建筑物的结构特点，配置相应的数据分析软件，并校准监测系统的基准值。
4. 系统测试：对安装完毕的激光雷达监测系统进行测试，确保其正常工作和准确测量建筑物的形变信息。
5. 系统调试：根据实际监测情况，对系统的参数进行调整和优化，以提高监测效果和准确度。
6. 运行监测：系统正常运行后，需要进行定期的数据采集和分析，及时发现潜在的结构变形风险，并进行预警和维护工作。
---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。
DDS技术在激光测距中的设计和应用摘要:直接数字频率合成技术在相位式激光测距中扮演着重要的角色,特别在多尺测尺时作为理想的频率源来实现频率精调,是传统信号发生器无法比及得,本文重点介绍DDS芯片AD9954在激光测距中的应用和设计。
关键词:DDS 激光测距AD9954 频率调制DDS是一种全数字化的频率合成器,以数控震荡器的方式产生频率、相位可控制的正弦波。
i数字化技术,。
相位法激光测距中需要两个频率进行粗尺和细尺测量,粗尺测量用于测量π的整数倍相位,确定大量程。
细尺测量用于测量π的非整数倍部分,用于确定小量程。
本文采用DDS技术来解决多频率精度难题。
1 DDS技术及其原理:DDS包括D/A转换器,正弦ROM表,低通滤波器(LPF)以及高速相位累加器。
原理为:每来一个时钟脉冲,加法器将频率控制数据与累积相位数据相加,把相加后的结果送至相位寄存器,相位寄存器将加法器在上一个时钟所产生的新相位数据反馈到输入端。
相位累加器进行线性相位累加,当累积满量时就会产生一次溢出,完成一个周期,这个周期就是DDS合成信号的一个频率周期,累加器的溢出频率即为DDS 的输出信号频率。
DDS的输出频率和参考时钟,相位累加器长度N以及频率控制字FSW的关系式为:目前常见的DDS芯片的频率分辨率在,适用于高精度的测量。
尤其对于那些需要特别低的频率的场合(比如:0.00001Hz)。
采用DDS技术可以非常容易的实现且其精度稳定度非常高体积也很小。
由于DDS 的输出最大频率受奈奎斯特抽样定理限制,所以DDS的最高输出频率为,但在实际设计中的DDS系统中,由于输出滤波器的非理想性,一般输出信号的最大频率只能达到参考时钟频率的40%左右。
2 AD9954目前新上市的DDS芯片大多带有微控制器,设计者只要增加少许外围器件就可以制作成DDS技术的高质量信号发生器。
且它无量程限制,无过渡过程信号相位和幅度真正连续无畸变。
其单字节命令可以降低该芯片在待机状态时的功效,经测定耗电量大约在 1.75mw左右。
激光测距传感器DPE-10-500 | DPE-30-500 DEN-10-500 | DEH-30-500DAN-10-150 | DAN-30-150 | DAE-10-050DBN-50-050技术参考手册V1.1016.03.2020SWISS PRECISIONSWISS PRECISION1文档范围 (3)2安全指令 (3)2.1符号的解释 (3)2.2允许使用的用途 (4)2.3禁止使用/限制使用 (4)2.4职责范围 (5)2.5使用中的危害 (5)2.6激光分类 (6)2.7激光规范 (6)2.8电磁兼容性(EMC) (7)2.9生产标准 (7)2.10处理 (7)2.11标签 (7)2.13服务 (8)3介绍 (9)3.1产品标识 (10)3.2组件 (10)3.3有效性 (11)4技术数据 (12)4.1规范 (12)4.2物理尺寸 (14)4.3测量精度定义 (14)5电气部分 (15)5.1电源 (15)5.2复位按钮 (16)5.3 LED状态 (17)5.4数字输出 (17)5.5数字输入 (18)5.6模拟输出 (18)5.7 RS - 232接口 (20)5.8 RS-422 / RS-485接口 (21)5.9 SSI接口 (23)5.10 USB接口 (25)5.11工业以太网接口 (26)6配置 (28)6.1配置过程 (28)6.2操作模式 (30)6.3测量特征 (31)6.4数据输出 (32)7操作 (37)7.1测量概述 (37)7.2安装 (37)7.3测量性能的影响 (38)7.4防止测量错误 (39)7.5激光寿命 (40)1.文档范围7.7应用程序示例/说明 ................................................................................................................................................................................................. 40 8命令集 (41)8.1普通 .......................................................................................................................................................................................................................... 41 8.2操作命令 .................................................................................................................................................................................................................. 41 8.3配置命令 .................................................................................................................................................................................................................. 45 8.4扩展配置命令 .......................................................................................................................................................................................................... 51 8.5信息的命令 .............................................................................................................................................................................................................. 53 8.6错误代码 .................................................................................................................................................................................................................. 55 9常见问题(FAQ’s) ................................................................................................................................................................................................................ 57 10词汇表 ............................................................................................................................................................................................................................... 57 11修订历史 (57)1文档范围本文介绍了Dimetix D 系列激光距离传感器。
激光测距仪带速度测量功能的SNDWAYSW-600A,SW-1000A,SW-1500A具有距离、速度、坡度和高度测量功能的多功能设备操作说明该产品的设计符合标准：GB/T14267-2009广东制造，货号：00000950安全说明使用前仔细阅读安全要求和操作说明在使用该设备之前，请阅读所有的安全和操作说明。
任何未在这些说明中描述的措施都可能导致设备发生故障，影响测量的准确性或对用户或第三方造成伤害。
请勿自行打开或修理该装置。
严禁对激光发射器的功能做任何修改或调整。
妥善存放设备，不要让儿童接触到它，避免未经授权的人使用。
切勿将激光发射器对准自己或旁人，对准你身体的任何部位或任何高度反射的物体。
该设备的电磁辐射会对其他电子设备造成干扰。
不要在飞机上或医疗设备附近使用本装置。
不要在爆炸性或易燃性环境中使用本设备。
不要将废旧电池和无法使用的电器与家庭垃圾一起处理。
请按照现行法律和关于处理此类设备的规定来处理设备。
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感谢你购买SNDWAY手持式激光测距仪!带倾斜测量功能的SNDWAY多功能激光测距仪是一款集双筒望远镜和激光测距仪功能于一体的便携式激光倾斜测距仪。
主要应用。
•对于物体的详细检查，测量静态物体或低速移动且在可视范围内的物体。
该仪器的特点是测量精度高，测量速度快，可检测参数的可视化。
经济性：提供自动断电和低耗电。
•多功能激光测距仪结合了最新技术，可同时显示物体的距离和倾角。
在确定与物体的距离时，它可以显示到目标点的线路与地面的角度（仰角定义为正，俯角定义为负），相对高度和可见地平线的范围。
激光发射器的功率足够低，对人眼来说很安全。
它能够测量任何物体的范围，其体积小、重量轻，便于携带。
它由一个可充电的锂离子电池供电。
测距仪广泛用于电力设施（复杂的测量和扫描功能可以方便地检查远处的物体，如电力线和电线杆）、高速铁路、公用事业、林业设计、建筑、互联网通信设计、通信线路的检查和维修等，在开放的乡村和高尔夫、狩猎和野营旅行中使用。
目录 摘要 引言 31.1国内外研究现状3 1.1.1国外研究现状 41.1.2国内研究现状 52.1课题主要研究内容5 2.2相位法测距原理7 3.1ΔΦ的测定 113.1.1 差频法测多普勒频移11 4.1影响测量精度的因素及处理办法15 5.1大气折射率误差18 优点 19参考文献
激光测距系统设计 摘要 本文主要介绍相位法激光测距基本原理, 详细论述了相位差的自动数字测量方法及其引起的误差.对单次检相的精度、频率漂移、大气折射率等对测距误差的影响进行了分析并提出了具体解决方法. 实现结果表明, 采用相位法测距-6）。D10× 精度可以达到±（5mm+5 。精度激光测距。 相位关键词: AbstractThe authors introduce the basic principle of laser range finding technology based on phase, propound in detail the automatic digital measurement technique of phase difference and its errors,analyze the effect of single phase-picking precision frequency drift and atmosphere refractive etc.on laser ranging errors and put forward index，some special improvement methods The result of laser ranging realization show that adopting phase ±laser ranging can achieve the precision of
-6. ）D10×5mm+5（． Keywords:laser range finding。phase。accuracy 1.1引言 激光多普勒测速技术是伴随着激光器的诞生而产生的一种新的测量技术，它是利用激光的多普勒效应来对流体或固体速度进行测量的一种技术，广泛应用于军事，航空，航天，机械，能源，冶金，水利，钢铁，计量，医学，环保等领域。 激光多普勒测速仪是利用激光多普勒效应来测量流体或固体运动速度的一种仪器，通常由五个部分组成：激光器，入射光学单元，接收或收集光学单元，多普勒信号处理器和数据处理系统或数据处理器，主要优点在于非接触测量，线性特性，较高的空间分辨率,快速动态响应及较宽的测量范围，由于采用近代光-电子学和微处理机技术的LDV系统，可以比较容易地实现二维，三维等流动的测量，并获得各种复杂流动结构的定量信息。正因为该技术有如此多的优点，因此近些年得到了人们的广发关注。 1.2国内外研究现状 1.2.1国外研究现状 20世纪中期，激光测距机是激光器在军事上最早应用的工程。世界上第一台激光测距机于1961年诞生在美国休斯飞机公司，称为柯利达I型.经过30年的发展，军用激光测距机已更新了两代，研制发展了三代。第一代激光测距机采用发射0. 6943,cun红外红宝石激光器和光电倍增管探测器，是最早问世的激光测距机.20世纪70年代初期少式，因其隐蔽70、日本的AN/GVS-3量装备部队，如美国的． 性差、效率低、体积大、重量重、耗电多，很快便被第二代激光测距机取代。第二代激光测距机采用发射1. 06,tnn近红外钦激光器(主要是Nd:YAG激光器，少数为钦玻璃激光器)和硅光电二极管或硅雪崩光电二极管探测器。第二代比第一 代隐蔽性好、效率高、小巧、耗电少，因此第二代激光测距机的小型化研制进展迅速。第三代激光测距机，即人眼安全的激光测距机。目前已研制成工作波长为10. 6μm和1. 54μm的三种不同类型的各种型号的人眼安全激光测距机，己进入生产和应用阶段。与此同时，激光测距技术也逐渐应用到民事领域。从20世纪70年代初至今的近30年，国外许多大学、研究机构和公司也开展了这方面的研究工作。 1.2.2国内研究现状 我国激光测距仪的研究始于20世纪50年代，是在原固体、气体激光测距机基础上，发展起来的。目前，基础技术已具备，主要是解决工程应用的问题，开发各种应用产品。1972年，北京光学仪器厂与武汉地震大队等联合研制成国内首台JCY-1型精密气体激光测距仪，1974年研制出了JCY-2型激光测距仪，测程为15-20 km，测距精度±(10mm + 1 ppm x D) 。He-Ne激光管，2. 5 mW，调制方式为石英超种调制频率，测相采用手动方式，速5声外调制，采用了． 度慢。1973-1976年，北京测绘仪器厂与北京大学、北京光学仪器厂、清华大学、国家测绘总局测绘科学研究所和北京市地质地形勘测处分别合作，先后研制成HGC-1型及DCH-1型红外测距仪，精度分别为±1. 5 mm和±5mm，测程分别为l km和1. 5 km。它们采用半导体激光器作为光源，直接内调制方式，2种调制频率。测量时间分别为6.6s和10s。 2.1课题主要研究内容 本文主要任务是完成相位式激光测距技术的研究、设计。整个研究过程，理论分析与实验工作相结合，采取的研究方法为:查阅并收集资料、选择合适的器件，测距理论总体设计和各个部分电路的研究设计，从而给出了整个相位式半导体激光测距系统的电路系统实现方案。整个电路系统包括了四大部分，它们分别是: (1)半导体激光器的调制驱动电路，这部分采用高频正弦信号对激光器的注入电流进行调制，使得激光器光强随注入电流而变化。 (2)光电检测放大滤波电路，这部分采用P-I-N光电二极 管对激光信号进行探测。． (3)锁相环频率综合电路，这部分先对锁相环原理作了简单介绍，然后应用高精度的频率计作频率校准,自动调节本机振荡频率, 确保用作检相的低频信号的频率稳定不变. (4)利用数字测相系统进行测相，最后通过屏幕显示出来。 相位式激光测距是通过测量连续的幅度调制信号在待测距离上往返传播所产生的相位延迟，间接地测定信号传播时间，从而得到被测距离的。这种方法测量精度高，通常在毫M量级。相位式激光测距的原理框图如图2-5所示。它由激光发射系统、频率调制系统、回波接收系统、混频鉴相系统和计数显示系统等组成。激光信号由调制系统调制后，经被测物 反射，接收系统将反射的光信号转换为电信号并进行放大,后转到混频器中进行混频，混频结果又进测中进行测相，最后通过屏幕显示出来。
2.2相位法测距原理 设光源S相对观测者O以速度u移动，光源S所发出光波的固有频率为υ0，观测者O接收到的光波频率为υ。假设t时刻光源S在距离观测者O 为r处发出1ˊ一组光信号，经传播，在t时刻被观测者0所接收；t1时刻光源S在距离观测者O为r处再次发出信号，经2传播，在t时刻被观测者O所接收〈见图1〉. 按照光2速不变原理，光的传播速度与光源相对观测者的运动无关，显然，由上述假设可以得到：
将上式（3）式（2）相减得到 ˊ所在的实均是观测者O﹑﹑t﹑tt需要明确的是，这里的t 21 验室坐标系的时钟所记录的时间。
其中，t﹑t是观测者O所在处的一只时钟所记录的时21ˊ处的 两只时钟记录的时间。光、rtt间；、则分别是位于r21． 源S在位置r和位置r连续两次发出光信号的时问间隔是一个21ˊ处的两只时钟所记录的rr、T=t周期T，即-t(这是分别位于21ˊˊ TT，即= t- t时问)，观测者O所接收到的光信号周期为12很)，由于TO(这是位于观测者处的一只时钟所记录的时间: )为一小量，由图中可知有如下近似关系- r短，(r12
）式得到：将（5）式代到（4
根据狭义相对论，在实验室坐标系的时钟所记录的时间不同于固连在光源坐标系的时钟所记录的固有时间，将发生所谓“时间膨胀”效应。即位于r、r处的两只时钟记录的12ˊ而言是发生了T0-t相对于光源发光的同有周期时间间隔T=tT0T与“膨胀”的时间，按照相对论的“时间膨胀”效应，
的关系为： 得到：(6)代入式(7)将式
由于不同坐标系的观测者所观测光源发出光信号的数目是 相同的。因此，由式(8)可得到对应的频率关系为:
上式即是光波多普勒效应的数学表达式。其中，υ0 是光源的固有频率，υ是观测者所接收的频率，u是光源相对观测者的运动速度，c是光在自由空间的传播速度。激光测距精度高, 速度快. 相位法激光测距是通过间接测定调制光信号来计算距离D : t在被测量距离上往返所需的时间2DD = ( c / 2 ) t= (c / 2 ) (Φ/ 2πf ) ( l )
2D式中: c为光波在空气中传播的速度。 Φ为调制光信号经 为信号的调制频率。f 。而产生的相位移D 过被测距离
在图1 中, A 表示调制光波的发射点, B 表示安置反
' , A表示所发出的调制光波经反射器反射后射器的地点'2 的的接收地点.A- A两点间的距离即是待测距离D 相位移为. 如果调制光波长较短时,倍(2 ) Δλ+ψΦ= N111表示 Δψ表示相位移Φ中包含的2π的整数倍。式中: N11 不 (l) 得2π的相位尾数,将上式代人式是整周期×N(c/2f)+Δππ2(N+ΔN)/ 2f= N×D=(c/2)×11111 )L+)λ/2=(NΔNΔ)= (N(c/2f+N111Δ1111称之为侧尺长/2=λ）为小数。2/ψ=N式中ΔΔ（π L111Δ1 度．
