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基于μC/OS-II的嵌入式激光测距系统

Release time:2021-10-31 06:20viewed:times
本文摘要:本文讲解一种基于ARM9的激光测距系统的硬件原理设计和软件设计方案。以ARM9处理器为掌控核心,使用振幅法激光测距技术,首先用正弦信号调制半导体激光器的升空激光,然后将被测物光线的激光用光电探测器切换为电信号,使用振幅测量技术测量出有升空信号与接管信号的相位差,从而计算出来出与被测物的距离。 最后用于实时操作系统C/OS-II作为系统控制核心,以保证测量精度。 0章节 激光测距系统的最基本原理就是测量激光脉冲在空间传播的时间间隔,从而取得被测量的距离。

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本文讲解一种基于ARM9的激光测距系统的硬件原理设计和软件设计方案。以ARM9处理器为掌控核心,使用振幅法激光测距技术,首先用正弦信号调制半导体激光器的升空激光,然后将被测物光线的激光用光电探测器切换为电信号,使用振幅测量技术测量出有升空信号与接管信号的相位差,从而计算出来出与被测物的距离。

最后用于实时操作系统C/OS-II作为系统控制核心,以保证测量精度。  0章节  激光测距系统的最基本原理就是测量激光脉冲在空间传播的时间间隔,从而取得被测量的距离。针对振幅法激光测距的基本原理与构建方法展开研究,本文融合了嵌入式、差频测量大于涉及技术和实时操作系统C/OS-II的优点,硬件结构合理,软件构建方法灵活性,符合了网络化动态高速信息提取和传输的拒绝。

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  防止了传统测距系统中不存在着劳动强度大、数据采集快、数据处理时间宽、计算出来准确度较低及数据无法必要输入到其它系统等问题。本系统构建比较非常简单,具备测量精度高、稳定度好、速度快等优点。在生产厂矿、科研学校、计量院所等具有相当大的应用于空间,具备有很高的实用价值。  1系统的基本原理  1.1振幅式激光测距原理  对于连续波的激光测距一般使用振幅式测距,主要是会用倒数调制的激光波光束太阳光待测物体,从测量光束来往中产生的振幅变化关系折算出有激光传感器与待测目标物体间的距离D.  公式(1)为振幅式测距公式,其中C为光波在空气中的传播速率,为调试的激光信号经过光线后而产生的相位差,f为信号的调制频率。

它可获得高于脉冲式飞行中时间测量法的测距精度,但是测距速度慢,结构更加简单,对于高速运动物体不存在多普勒效应。  图1为振幅式激光测距原理图,其中为信号来往时振幅延后严重不足2的部分,其中=2N+,N为激光来往所包括的波长的个数。于是,在等价调制频率的情况下,距离的测量就变为了对激光来往一次所包括整数个波长数量的测量和严重不足于一个波长的振幅的测量。

随着现代无线电测量互为技术的发展,振幅测量可约很高的精度,所以振幅式激光测距也能超过很高的精度。  1.2劣频测互为原理  所谓劣频法测相的原理就是指通过主振频率与本衡频率的乘法混频,获得两个新的频率的信号分量的变换,经过低通滤波器后,变为了中低频信号,由于差频信号仍维持着原高频信号适当的振幅关系,测量中低频信号的振幅就相等于测量主振信号经来往距离后的振幅延后。

这样可以减少电路复杂度,提升了测距精度。  将这两路信号与另加的信号U3=I3cos(1t+3)展开乘法混频后可获得:  再行将新的获得的这两路信号1W和2W分别通过低通滤波器,杂讯其高频分量,获得包括(-1)频谱分量的低频信号,并且适当的振幅信息1和2依然保有在滤波后的信号中,而且会造成振幅信息的遗失,然后对这两路信号展开AD取样,再行由微处理器通过数字信号处理算法得出结论相位差,进而可以计算出来出有升空激光与待测物体之间的距离。


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