基于AVR的激光測距機綜合性能檢測設(shè)備設(shè)計

由于傳統(tǒng)的激光測距性能檢測必須到室外對目標(biāo)靶進(jìn)行檢測,并且受到天氣條件的限制,使得技術(shù)普查和日常維護(hù)受到很大的制約。為了克服以上問題,筆者設(shè)計了一種基于AVR單片機的激光測距機綜合性能檢測設(shè)備,借助該設(shè)備,對不同型號的激光測距機完成測距精度、測距能力、測距邏輯、單脈沖能量等的數(shù)字化檢測,大大提高了檢測效率和測試精度。

　　1 設(shè)計方案

　　本方案的基本思想基于模擬激光測距機的工作原理和激光傳輸過程,激光測距機在工作時,首先從其發(fā)射通道發(fā)射一激光脈沖,經(jīng)過大氣傳輸照射在被測物體上,然后漫反射,激光測距機的接收通道接收到漫反射的激光回波,激光測距機內(nèi)部安裝有激光脈沖的發(fā)射、接收和計時模塊,根據(jù)激光脈沖從發(fā)射到返回的時間可以計算出其走過的距離,從而得到被測目標(biāo)和激光測距機之間的距離。而本方案的綜合性能檢測設(shè)備與激光測距機的接收、發(fā)射通道相對應(yīng),分別提供發(fā)射、接收通道,檢測設(shè)備內(nèi)部也相應(yīng)設(shè)置計時模塊,實現(xiàn)相對應(yīng)一定距離上的目標(biāo)回波時間、能量的雙重模擬,即可由檢測設(shè)備代替目標(biāo)模擬回波脈沖,實現(xiàn)激光測距機測距性能的自動化、數(shù)字化檢測,綜合性能檢測設(shè)備總體構(gòu)成如圖1所示。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　綜合性能檢測設(shè)備電路原理框圖如圖2所示。

　　主要包括微處理器系統(tǒng)、面板顯示及按鍵控制電路、精密延時信號發(fā)生器、窄脈沖功率驅(qū)動及發(fā)光強度控制電路、精密測時器、激光脈沖同步器、激光脈沖能量探測器及前置放大器、高速數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換器及打印機控制電路等。

　　3 關(guān)鍵技術(shù)

　　3．1 “雙頻雙光路耦合”法實現(xiàn)激光測距性能的綜合測試

　　本方案的基本思想是將目標(biāo)漫反射的遠(yuǎn)方目標(biāo)回波由半導(dǎo)體激光器模擬,當(dāng)模擬該回波的光譜和空間特性后,即可驅(qū)動激光器的邏輯單元工作。而激光脈沖相應(yīng)距離上的飛行時間則由精密延時模塊實現(xiàn)。這樣將激光脈沖在空間的延遲特性轉(zhuǎn)換為時間特性,從而將遠(yuǎn)方目標(biāo)從一定距離拉近到被測儀器前端,代替了激光測距機性能檢測必須要有遠(yuǎn)方的實際合作目標(biāo)的傳統(tǒng)檢測方法。如圖3所示。