用于汽车防撞系统的小型高频激光测距机研究

论文摘要

随着汽车保有量的不断上升,行车安全已经成为被社会广泛关注的问题,汽车主动安全驾驶日益被人们重视。本课题旨在设计一种适用于车辆主动防护的激光测距雷达。项目要求设计指标为:测距200m,测量误差0.5m,激光发射频率不小于1KHz。本文介绍了车载激光防撞雷达的发展状况,详细描述了激光测距的主要方法,针对项目实际情况,采用脉冲激光测距的方式进行距离测量。通过分析激光脉冲测距理论和激光产品的安全标准,得到了既满足探测需要又满足人眼安全条件的激光测距雷达的关键参数。然后对系统各部分电路进行分析和设计,制作了激光发射电路,回波信号接收电路,高频计数电路,完成设计后进行了初步实验。实验表明,本系统工作长期稳定,数据可靠,测程0-200m,误差0.5m。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1.绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 国内外对车载防撞雷达的研究状况
• 1.3 激光测距雷达发展概述
• 1.4 本论文的主要工作
• 2.激光测距系统原理与总体方案
• 2.1 激光测距方法概述
• 2.1.1 脉冲激光测距
• 2.1.2 相位法激光测距
• 2.1.3 微脉冲激光雷达测距
• 2.1.4 激光雷达测距方法的选择
• 2.2 测距系统总体方案
• 2.2.1 光源的选择
• 2.2.2 探测器的选择
• 2.2.3 激光雷达测距系统理论分析
• 2.2.3.1 测程分析
• 2.2.3.2 激光雷达的发射机与接收机
• 2.2.4 光学系统介绍
• 2.2.5 人眼安全的计算
• 2.3 本章小结
• 3.高频激光测距系统硬件设计
• 3.1 硬件设计总体介绍
• 3.2 激光器发射电路
• 3.2.1 驱动电路工作原理
• 3.2.2 驱动电路的硬件设计
• 3.2.3 激光发射驱动电路的小型化
• 3.2.4 高压发生源的设计
• 3.2.5 两种激光发射驱动电路的性能对比
• 3.3 回波接收和信号处理电路
• 3.3.1 总体结构
• 3.3.2 放大电路
• 3.3.2.1 前置放大电路的设计分析
• 3.3.2.1.1 前置放大电路的噪声分析与器件选取
• 3.3.2.1.2 电路配置与噪声
• 3.3.2.2 视频放大电路的设计分析
• 3.3.2.3 放大电路设计的稳定性和抗干扰设计
• 3.3.3 时刻鉴别电路
• 3.3.3.1 微分时刻甄别原理
• 3.3.3.2 恒比定时鉴别原理
• 3.3.3.3 时刻鉴别电路组成
• 3.4 高精度计时电路
• 3.4.1 总体结构
• 3.4.2 时间数字转换器插补方法
• 3.4.2.1 时间振幅转换法
• 3.4.2.2 时间线性展宽法
• 3.4.2.3 数字移相法
• 3.4.3 基于数字移相技术的多路延时计数电路
• 3.4.4 时间数字转换器的电路结构
• 3.4.4.1 时间数字转换器的基本结构
• 3.4.4.2 实现时间数字转换器的器件
• 3.4.5 计时电路硬件设计与实现
• 3.4.5.1 硬件组成
• 3.4.5.2 顶层电路结构
• 3.4.5.3 设计的编译和验证
• 3.5 激光测距系统性能测试实验
• 3.6 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献