【摘 要】
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随着社会与经济的不断发展与进步,自动驾驶的时代也正加速到来,无人驾驶技术成为当前汽车领域的发展趋势。而激光雷达作为一种主动式传感器,因其具有精度高、抗干扰性强、稳定且对周围环境适应性强等特点,所以非常适合在室外场合使用。与毫米波雷达、摄像头等其他传感器相比,激光雷达在障碍探测以及三维重建方面也具有明显的优势。但因激光雷达成本高、体积大等问题,使其难以运用到私人汽车上来,车企无法接受,车主也无法负担
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随着社会与经济的不断发展与进步,自动驾驶的时代也正加速到来,无人驾驶技术成为当前汽车领域的发展趋势。而激光雷达作为一种主动式传感器,因其具有精度高、抗干扰性强、稳定且对周围环境适应性强等特点,所以非常适合在室外场合使用。与毫米波雷达、摄像头等其他传感器相比,激光雷达在障碍探测以及三维重建方面也具有明显的优势。但因激光雷达成本高、体积大等问题,使其难以运用到私人汽车上来,车企无法接受,车主也无法负担。所以研究低成本、集成度高和测量精度高的激光雷达测距系统对无人驾驶车的发展具有一定的意义。分析了不同的测距方法,结合实际情况,设计了低成本、集成度高和测量精度高的激光雷达测距系统。主要研究工作如下:（1）研究了脉冲式测距原理和相位式测距原理,对比分析各自的优劣势,根据实际的应用要求,综合考虑选择了脉冲式测距方案。（2）完成了整体激光测距系统电路设计,包括:测距系统单元电路设计（发射单元电路、信号处理电路、A/D转换与微控制器最小系统选用等）。根据所选的脉冲式测距方法,研究了发射功率与接收功率之间的关系,选择了合适的光源与光电探测器。选用了波长为905nm的SPL LL903激光二极管作为系统光源,对所设计驱动电路单元进行了仿真;选用AD500-9的雪崩激光二极管作为光电探测器,根据回波信号的特点,设计了前置放大电路、滤波电路、主放大电路,并进行仿真实验研究。A/D选用了ADS1115,MCU选用了STC89C52RC,用FPGA设计了时间测量电路。（3）搭建实验平台,进行系统验证,并对其进行误差分析。研究结果表明:测量距离200m下,测量精度2cm,并且单位面积点密度值大于200点/m2,在平直路面上测量,高程精度的中误差为5.7cm,标准差为4.8cm,平均误差为3.2cm。
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