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【西安激光测距仪】激光测距仪的简单实现解决方案

时间:2018-10-25 09:51来源:未知 作者:xabdxl 点击:
激光测距具有角分辨力高、抗干扰能力强,可以避免微波贴近地面的多路径效应和地物干扰问题,并且具有质量轻、结构小巧、安装调整方便等优点,是目前高精度测距最理想的仪器之一。铁路隧道在施工完成后,其围岩有缓慢的变化趋势,采用测距仪能够测量其收敛情况

  激光测距仪的简单实现解决方案

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  一、项目概述

  1.1 引言

  激光测距具有角分辨力高、抗干扰能力强,可以避免微波贴近地面的多路径效应和地物干扰问题,并且具有质量轻、结构小巧、安装调整方便等优点,是目前高精度测距最理想的仪器之一。铁路隧道在施工完成后,其围岩有缓慢的变化趋势,采用测距仪能够测量其收敛情况。

  1.2 项目背景/选题动机

  根据我们调研市场中普通手持激光测距仪价格在1000元左右,带有串口等其他通信接口在2000元以上,而且功能单一,接口简单。因此我们采用AVR128处理器构造新型激光测距检测系统,具有多功能、高精度、自动化和价格优势等,应用到铁路隧道围岩收敛监控当中。

  二、需求分析

  2.1 功能要求

  设计的测距仪,能够对铁路隧道的收敛情况进行全天候测量,而且能够将数据保存到SD卡,并且传输到监控中心。

  2.2 性能要求

  设计的测距仪,角度在0.1mm以上,模块稳定,可靠等。

  三、方案设计

  3.1 系统功能实现原理

  利用了激光脉冲持续时间极短、瞬时功率很大的特点,即使没有合作目标,也能通过接收被测目标的漫反射信号,进行距离测量。脉冲法激光测距的原理与雷达测距相似,利用脉冲激光器向目标发射单次激光脉冲或激光脉冲串,计数器测量激光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的往返时间,由此计算目标的距离。脉冲法激光测距的原理如图 1 所示,测距公式为:d=ct/2。其中,d为测量距离,c为光速,t为测距信号往返时间。

   激光测距仪的简单实现解决方案

 

  图1 脉冲法激光测距的原理

  3.2 硬件平台选用及资源配置

  硬件平台选用:AVR XMEGA-A1 Xplained评估套件是基于8位ATMEGA128芯片。

  使用到板上资源:SPI接口、温度传感器、光线传感器、语言喇叭、串口模块。

   激光测距仪的简单实现解决方案

 

  图2 硬件架构

  3.3系统软件架构

  如图3所示,系统首先采集三个重要信息:距离位置、温湿度和外界光强度。根据相应的数据算发,消除温度和外界光强都光斑位置的影响。距离位置超过设定的阈值,采用板上的扬声器发出警报声音。将采集到数据由SD卡数据存储、LCD液晶显示和串口传输到监控中心。

  3.4 系统软件流程

   激光测距仪的简单实现解决方案

 

  图3程序运行流程图

  3.4 系统预计实现结果

  应用到实际隧道围岩收敛监测当中。

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(责任编辑:xabdxl)
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