機(jī)械式激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 激光雷達(dá)的工作原理
做這個(gè)項(xiàng)目最大的收獲是真正進(jìn)入設(shè)計(jì)領(lǐng)域,特別是寫硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明的時(shí)候,將每個(gè)設(shè)計(jì)思路寫出來(lái)以后對(duì)原理的理解更深入,并且這樣出錯(cuò)的概率低了。
激光雷達(dá)現(xiàn)在的應(yīng)用可以說(shuō)是非常廣泛,有幸做了一個(gè)TOF激光雷達(dá)項(xiàng)目,從最初的雷達(dá)小白到現(xiàn)在完成了一個(gè)激光雷達(dá)項(xiàng)目,踩過(guò)的坑挺多,為了自己能提升,現(xiàn)在對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié),由于很多東西涉及到機(jī)密我會(huì)對(duì)一些敏感信息隱去,請(qǐng)諒解。
按照激光測(cè)距原理劃分,激光雷達(dá)分為飛行時(shí)間(?Time of Flight, ToF)及非飛行時(shí)間兩類測(cè)距方式。
非飛行時(shí)間測(cè)距主要利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)或者光子計(jì)數(shù)得到測(cè)量對(duì)象的距離數(shù)據(jù)信息,包括三角測(cè)距、干涉測(cè)距以及光子計(jì)數(shù)測(cè)距等。
對(duì)于飛行時(shí)間測(cè)距而言,由激光光束狀態(tài)劃分,又主要分為脈沖式激光測(cè)距和相位差異激光測(cè)距。這兩種也是目前最常用的激光測(cè)距方式。其中,三角測(cè)量法適合測(cè)量待測(cè)目標(biāo)表面的變化,然而其苛刻的應(yīng)用條件限制了其應(yīng)用范圍。相位差異測(cè)量法具有很高的測(cè)量精度,然而搭載相位差異測(cè)量系統(tǒng)的裝置實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)較為困難、成本高、測(cè)量周期慢且需要待測(cè)目標(biāo)輔助。
相比三角測(cè)量法及相位差異測(cè)量法,脈沖式激光測(cè)距以其測(cè)量精度高、測(cè)時(shí)范圍寬、穩(wěn)定性好、處理速度快和簡(jiǎn)單易用的優(yōu)點(diǎn)在軍事、航空航天等高精度測(cè)距領(lǐng)域大顯身手,其中,用于軍事的跟蹤定位與偵察預(yù)警已是脈沖式激光測(cè)距最常見(jiàn)的應(yīng)用領(lǐng)域。
精度時(shí)間間隔測(cè)量是脈沖激光測(cè)距系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。激光脈沖信號(hào)的上升時(shí)間、脈沖寬度、信噪比、傳輸延遲都對(duì)脈沖激光測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距精度有直接或間接影響,其中時(shí)間間隔的測(cè)量精度是激光測(cè)距的精度的瓶頸,且無(wú)論在短距離或長(zhǎng)距離的測(cè)量中都尤顯重要。

激光雷達(dá)工作原理:
激光雷達(dá)電路由發(fā)射板、接收板、電源板、顯示板、主板組成。主控芯片:SOC,也就是ARM+FPGA,ZYNQ7000系列。TDC芯片使用的國(guó)產(chǎn)芯片。
激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)如上圖所示:轉(zhuǎn)鏡固定在無(wú)刷電機(jī)上,無(wú)刷電機(jī)帶編碼器。
發(fā)射頭發(fā)射激光,打在轉(zhuǎn)鏡上。然后探測(cè)物體返回轉(zhuǎn)鏡,通過(guò)凸透鏡聚焦到接收板上。通過(guò)接收電路返回到TDC。通過(guò)計(jì)算發(fā)射與接收之間的時(shí)間差來(lái)計(jì)算飛行時(shí)間。
現(xiàn)在對(duì)這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié):(保密原因,只是記錄)
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