用于激光雷达测距性能检测的背景光干扰器设计

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激光雷达的性能检测是激光雷达生产过程中的重要环节,为了能够在室内条件下检验激光雷达在室外的测距性能,迫切需要研制能准确模拟太阳光在不同波段对激光雷达的背景光干扰信号。为此,论文研究了特定波段太阳光背景的准确模拟问题,旨在为激光雷达测距性能的室内等效检测研制一套太阳光背景干扰源。论文在深入资料调研基础上,提出了利用空间错位排布近红外发光二极管阵列结合照明光学系统设计,模拟905nm、1064nm、1300nm和1550nm波段太阳光干扰的技术方案,并以LED的发光效率和太阳光干扰的模拟要求为出发点,通过理论计算进行了LED的选型,确定了LED阵列的排布数量。引入了由聚光罩、聚光镜、反射腔和准直镜组成的照明光学系统设计方案,在TracePro软件中完成了元件建模,根据光斑的准直性和均匀性要求,进行了LED空间排布和照明光学系统参数的优化设计,结果表明距离出光口40cm的光照均匀性在5%以内,光斑直径大于100mm,且其辐射照度符合指标要求。在此基础上,引入恒流源驱动的多路LED驱动电路方案,设计了基于PWM信号调光的可调恒流源驱动电路,实现了LED发光二极管阵列的可靠驱动。此外,论文完成了背景光干扰器各组成模块的软硬件设计和系统集成,并进行了系统参数的标定和实验验证,结果表明,调节四路PWM信号占空比从0%~99%,各个波段的光照度满足20000lux~100000lux标准范围。
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