汽车轮毂激光测距

1、宁波市理工学院毕业论文(设计)开题报告标题基于MC9S12XS128微控制器汽车轮毂激光测距。名鼎攀登学号3090433052专业类09自动化(2)地图老师胡超分院信息技术及工程分院。开学日期2013年三月7日第一章文献综述基于MC9S12XS128微控制器汽车轮毂激光测距1.1国内外激光技术发展激光(lightamplineationbystimulatedemissionofradiation)、激光(Laser)。随着电子技术、计算技术、激光技术、集成光学的发展，激光测距仪方向正在向数字化、自动化、小型轻量方向发展。根据小型专用计算机的发展和应用，为激光测距仪生产率、测距精度和测量速度提

2、供了开发平台。目前，市场上的便携式激光测距仪工作物质主要是操作波长为905lun和1540nm的激光二极管，操作波长为1064n-In的YAG激光。1.2.1中国激光技术的发展我国第一个光学专业研究所是1957年王大庆等长春市时期建立的。王志刚等1961年夏天，我国第一台红宝石激光器研制成功。此后，各种类型的固体、气体、半导体、化学激光器的开发如雨后春笋般出现。另一方面，激光作为具有高亮度、高方向性、高质量等突出特征的新光源，迅速应用于各种领域。例如，航天科学工团8358牙齿开发的距离为200米，数据速度为100Hz的激光测距仪，中科院上海市光器开发了分布式水泥墙的距离测量，研制了100米，使

3、用了300MHz计数方法，距离测量精度为0.5米，重复频率为1KHz的便携式激光测距仪。常州莱西进行了距离200米，距离测量精度0.5米的测距仪开发。中国计量学院信息工程和光电所与国外合作，采用4米品诊、线性时间放大技术、距离测量1公里、准确度公司1米的低价、便携式激光二极管测量仪。2002年陈川松、何玉贞等研究了激光飞行时间距离测量时间间隔测量技术、时间判别技术和激光相位距离测量的相位调制技术。2005年，提出了自触发脉冲飞行时间激光测距方法，有效地解决了测距精度和缩短测量时间之间的问题。2005年中南大学成功开发了激光平整度自动测量系统，达到了国际先进水平，填补了国内的空白。近年来对大量激

4、光测距的研究比较少。第一，因为该技术相对成熟。二是在测量方面，一般范围适当，准确度高。相位距离测量解决了范围和精度问题。也就是说，使用各种频率调制方法最终得到测量值。目前，相位法大规模激光测距仪到达范围1km-20km，最大精度：sa(5mm 1 pmmd)，单个测量时间：3s 10s。对当前情况，今后的发展趋势是在保证距离测量精度的同时，尽可能加快测量速度。1.2.1国外激光技术发展1960年，七月美国休斯飞机公司成功研制了世界上第一台激光红宝石激光器。1961年，牙齿公司还开发了第一台科达力I型激光测距仪(Codali I型激光)。1971年美国陆军首先配备AN/GVS 13英寸红宝石激光

5、测距仪。芬兰奥卢大学电气工程和芬兰技术研究中心从20世纪70年代初开始持续了近35年，研究内容和产品涵盖了工业、航天、海洋、机器人视觉等多个领域。90年代中期，美国Bushnen等公司推出了400米范围内的400英寸LD激光测量仪。Yaddaga400于1997年被评为世界100大技术成果之一，并展示了同年50Om范围内的800型激光测距仪。美国Lexica展示了实用的小型LD测距仪，测量了距离0.2-30米。在短距离测量方面，国外也开展了很多大学、研究机构和公司的研究工作，取得了很大的发展。1.2研究方向激光测距是由各功能模块组合构成的高精度测量技术，设计时必须考虑各方面的影响。在经济实用的

6、前提下，结合系统的功能指标要求，不断提高激光技术测距的性能。我们做具体设计时要注意以下几点。(l)技术的成熟和进步系统设计必须采用成熟先进的技术，在未来一定时间内引导系统，延长系统的生命力。(2)系统可靠性数据收集、数据通信必须准确可靠，系统各个部分的抗干扰、防攻击能力强，能够适应各种恶劣环境。(3)系统的便利性系统建设、调试要尽可能方便，施工、安装要方便。系统故障后，维护工作量小。4)设计了激光测距传感器和微控制器之间的接口，完成了激光测距数据的收集和处理。实施显示器和特定应用程序。1.3进度近年来，随着激光技术的快速发展，受到了人们的关注和重视，其应用领域非常广泛。用激光测量距离的方法就是

7、其中之一。由于传统模拟激光相位测距系统的特点，测量相位精度高，为了制作技术土壤，电路结构复杂，重量重，不易携带。在上述情况下，根据对激光测距系统的理解，利用激光测距原理和微控制器技术的应用，完成了相位激光测距仪设计的理论，即节目设计、指标演示、电路硬件设计等工作。牙齿设计以MC9S12XS128微控制器(MC 9S 12XS 128)为中心，设计了脚趾准确度高、测量速度快的详细分析。性能稳定的激光相位测距仪。1.4有问题现在出现在市场的测距仪已经很成熟了，包括接触式和非接触式。对于传统的测距仪来说，酸属于接触距离测量，因此实际应用不太方便。非接触测距仪应用范围很广，包括超声波、雷达、激光等。自

8、从第一台激光诞生以来，它的优秀特性决定了它在各个领域的广泛应用，因此牙齿文章旨在利用激光技术设计一台激光测距仪。(威廉莎士比亚、激光、激光、激光、激光、激光、激光、激光)在特殊情况下，安全性能不高，测距仪的使用受到限制。根据自然环境和使用要求设计激光测距仪提出高要求。第二章开题报告2.1主题的背景和意义激光距离传感器可以在其他技术不适用的情况下使用。例如，在目标非常接近的情况下，计算目标反射光源的普通光电传感器可以执行很多精确的位置检测操作。但是，如果目标距离很远或目标颜色发生变化，普通光电传感器很难应对。高级背景噪声抑制传感器和三角测量传感器根据目标颜色变化工作良好，但是如果目标角度不固定或

9、目标太亮，性能预测可能性就会降低。此外，三角测量传感器的一般范围限制在0.5米以内。超声波传感器还经常用于检测远处的物体，它不是光学设备，因此不受颜色变化的影响。但是，超声波传感器根据声速测量距离，因此在以下情况下，如果测试对象与传感器的转换器不垂直，则存在一些茄子特有的缺点，不能使用。超声波检测的目标是在与传感器垂直方位角小于10度的双光束直径较小的情况下。因为一般超声波光束距离传感器2米，直径为0.76厘米。位置校准需要可见光斑。/风很大的位置。真空情况温度梯度大。因为牙齿会引起声速变化。如果需要快速应对的话。激光距离传感器可以解决上述所有情况的检测。2.2研究的基本内容和需要解决的主要问

10、题(1)激光测距模块参数设置、特定应用的参数设置和动态曹征(2)RS-232串行连接介面设计，通信调试(3)激光测距模块连接、显示和控制的微控制器硬件系统设计(4)激光测距数据和PC串行端口通讯软件设计，完成总距离测量功能。首先介绍了MC9S12XS128微控制器汽车轮毂激光测距的目的和意义，介绍了国内外激光测距技术的当前发展现状，分析了几种茄子广泛激光测距的原理和方法。最后，结合实际要求，选择了三角激光测距。论文要设计MC9S12XS128微控制器系统，实现对激光测距模块的通信、控制和数据显示，确保距离测量的准确性和可靠性，最终实现集线器测量。2.3研究方法和技术路径在激光测距中，测量时间的

11、原理和结构简单，但可以用多种茄子方法分为直接和间接。牙齿方法各有特点，分别应用于不同的测量环境和测量领域。2.31三角激光测距仪三角法测距原理是入射光和反射光构成光三角，然后通过反射返回光束的位置确定距离。三角测量仪器主要由激光光源、成像镜头、光电探测器等组成组件中最重要的组件是传感器。测量系统如图2-1所示。图2-1三角测量激光测距电路图聚焦后，激光束垂直入射到物体的一点，光探测器接收漫射光，通过成像透镜形成光斑，距离变化z导致探测器感光面的点位移。牙齿目标点的图像通过镜头会聚到传感器中，形成图像点。物体移动的时候，好像点也在移动。也就是说，如果确定了已知的基准长度、光源与传感器和镜头的相对

12、位置，则计算光电检测装置输出的传记信号，从而测量传感器的点位置，就可以准确地确定测量的物体的距离。这里需要注意的是只有在发射光束的时候。接收镜头平面在光面和光电检测装置在一点上相交时，焦点是正确的。激光三角测量是空间非接触测量的主要方法之一，具有快速、简便、精度高的优点。随着先进技术的发展，在复杂三维表面的快速测量中得到了广泛的应用。主要包括产业生产线的工件尺寸检测和小变位精密测量。缺点是接受测量系统本身的非线性误差、测量的物体的表面特性及环境要求等多个茄子影响很大。如果目标角度不固定或目标太亮，则性能可预测性会降低。此外，一般范围是0.5米以内。2.3.2反馈激光测距仪反馈距离测量的原理是，

13、将测量目标距离视为发射机和接收机之间振动的反馈信道，并根据振动频率与测量目标距离的关系接地酸测频率值，求出测量目标距离。相应的原理图如图2所示。图2-2反馈传输距离测量电路图如果将光强度信号周期设置为t(2-1)(2-2)(2-3)也就是说(2-4)所以测量的距离(2-5)牙齿方法最初是由前苏联人提出的。60年代末，日本的景应进行了大学实验，研究了该系统的信号处理简单性。只需一个MCS-51微控制器应用系统即可完成频率测量。计算距离并显示结果。据所掌握的数据，对国内反馈法的研究还没有进行反馈法测量，适用于各种电磁波波源。反馈法测量中的主要问题是，由于数字频率计类似1个字符的误差，频率值随测量距

14、离的增加而减少，距离的准确度随距离的增加而减少，因此反馈法距离测量更适合短距离测量。2.3.3 FM连续波(FHCW)激光测距仪频率连续波距离测量原理是发射一组频率连续调节的激光，然后根据接收的激光频率计算距离。目前使用FMCW激光测距方法，准确度为18.5公里，频率报告率为100PHz/s(P=100000)。频率报告率的高低影响准确度和范围，报告率越高，报告率越低，距离越大。因此，在实际测量中，必须考虑范围和精度的平衡，以确保范围和精度都得到满足。FMCW的频率调制方法包括音响光学调制、开关调制、激光腔长度调制、传记光学调制和电源直接调制。检测方法包括非干涉直接检测和干涉光线外差干涉检测。

15、2.3.4脉冲激光测距仪脉冲距离测量原理是在激光发射激光脉冲的同时启动计数器，开始计数，激光脉冲遇到要测试的物体，生成回波，接收信道激光脉冲，结束柜台数。测距仪记录激光往返的时间。这样可以获得测距仪和测量的物体之间的距离。原理如图2-3所示。图2-3脉冲距离测量电路图光的传播速度自行知道。光的传输距离是L。也就是说，如果光的脉冲往返距离为2L，光的激光往返时间为T，则距离为(2-6)牙齿方法是测量领域中最快的应用，其原理和结构简单，功耗小。其距离通常可以达到数百米或数十千米，但精确度可以达到SLM左右，存在盲点约为15米左右。计数时钟和回波脉冲的相对关系不确定，因此最大误差可以达到计数时钟周期

16、。为了提高距离测量精度，系统时钟频率增强减少了未消除的结束时间引起的误差。但是高频电路设计的印刷版很难制作，费用高，因此上述方法变得不可取。2.3.5相位激光测距在激光测距中，测量时间的原理和结构简单，但可以用多种茄子方法分为直接和间接。牙齿方法各有特点，分别应用于不同的测量环境和测量领域。牙齿文章采用相位激光测距设计方法。相位式激光测距原理是调制激光束，与发射调制后测量激光接收测量物反射返回的相位不同，徐璐测量其他相位移动。然后，根据调制光的波长，在激光发射往返时间内间接测量T，转换牙齿相位延迟所表示的距离D。图2-4。图2-4相位测量电路图开始时间发射的调制光强度。(2-7)接收时间调制的光的强度为：(2-8)接收和发