激光扫描测距技术是快速获取环境距离信息的主要手段之一,对于实现三维信息的获取具有重要意义。该方法具有探测速度快,方向性好,角度范围大、距离远等独特优势。在工业机器人的作业过程中,环境感知与传感系统是对环境物体进行定位和实现特定位置测量的基础,将激光扫描测距技术应用于机器人环境感知系统,协助完成工业机器人对周围环境的分析是激光扫描测距的重要应用。此外,该系统在公路检测站、物品分拣、智能车等环境中也有较大的应用空间。本课题采用PC上位机与STM32微处理器相结合的方式对系统进行驱动控制,采用激光脉冲法实现测距,设计激光发射准直光路和回波会聚光路提高测量范围,以TDC-GPX2为核心芯片实现高精度时间间隔测量,结合机电旋转方式实现系统扫描测距功能,达到快速获取周围环境距离的目的。论文首先介绍激光扫描测距系统涉及的基本理论,包括脉冲测距原理、回波探测原理、时间间隔测量原理,激光发射和回波光学处理原理及系统扫描实现原理,并根据实际情况确定激光扫描测距系统的总体设计。然后,根据系统实现目标,设计激光发射电路与回波接收电路,重点关注激光脉冲的发射时刻及回波到达时刻,并利用时间数字转换法,实现激光飞行的时间间隔测量,从而实现高精度测距;针对激光半导体二极管两个方向发散角差别过大的问题,利用互相垂直的柱面镜设计激光发射准直光路系统,根据APD的具体情况设计回波会聚光路系统;设计PC界面简化对电机的设置,控制电机以特定的方式进行旋转扫描,并设计机械结构整合激光扫描测距系统。最后,在本课题设计加工的机械平台上搭建激光扫描测距系统,分别对系统的电学模块和光学模块进行实验验证,并针对系统的测距功能及扫描测距功能设计实验验证系统性能,对实验数据进行分析,验证论文设计的可行性。