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激光测距是现今一种重要的距离测量手段,它具有精度高、测量方便、性能可靠等优点。随着激光、集成电路、数字信号处理、精密机械等技术的飞速发展,激光测距仪向着高精度、小型化、数字化的方向不断进步。采用半导体激光器的手持式激光测距仪由于其方便快捷,安全可靠在生产生活中应用广泛。
激光测距的主要方法有脉冲式激光测距、相位式激光测距。脉冲式激光测距激光脉冲持续时间极短、能量在时间上相对集中、瞬时功率很大,能测量较远的距离;相位法激光测距采用高频调制和高精度的相差测量技术可以实现毫米级的测量精度。本文采用结合两者优点的脉冲相位法来实现手持式激光测距系统。
本文设计的手持式测距仪试验系统中采用了DSP控制DDS(直接数字频率合成器)产生用于调制的正弦信号,通过门控放大后驱动激光器发出连续的脉冲段。在接收系统中采用APD接受微弱返回光,用PIN管接收内校正光。回波光和内校正光分别被分成两个部分。一部分进入粗测电路得到粗测数据,另一部分进入精测电路得到精测数据。粗测数据和精测数据结合得到待测距离的精确值。
本系统精测部分采用了在DSP内基于FFT的数字鉴相的方法,与模拟鉴相的方法相比,不仅精度高而且大大简化了电路的设计。试验结果表明,本系统不仅可以提高测量距离,而且保证了测距精度和速度。本系统中采用先进的集成电路芯片提高了整个装置的数字化程度,使系统的体积缩小和功耗降低,满足手持式测距仪的要求。