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汽车主动防碰撞脉冲激光测距系统研究

胡瑜

  汽车行业的快速发展,改变了人们的生活方式,给人们的生活带来方便,但同时也带来严重的交通安全问题。汽车主动防碰撞系统能够主动、有效地防止事故的发生,减少因故事带来的直接经济损失。汽车主动防碰撞系统的关键技术之一就是测距系统。 本文通过对比超声波、激光、红外线、摄像系统、雷达五种测距技术,选择了激光测距;在对比相位式、脉冲式激光测距的基础上,选择了脉冲激光测距方式。设计了脉冲激光测距系统的总体结构,并设计了该系统的三个主要单元:脉冲激光发射单元、脉冲激光接收单元、脉冲激光时间间隔测量单元,完成了各单元器件或芯片的选择及电路的设计。 在脉冲激光测距发射单元中,选择SPL_PL90半导体脉冲激光二极管来发射脉冲,设计了与之对应的VMOS开关型电源,其电源包括脉冲发生电路、整形电路、VMOS输出级电路,选择了发射单元光学系统的镜片;在脉冲激光接收单元中,选择了接收单元光学系统的镜片,选择C30724E硅雪崩光电二极管用来接收脉冲激光信号,并设计了高压偏置电路、反馈电路和信号处理电路;在脉冲激光时间间隔测量单元中,选择时间数字转换芯片TDC-GP2来测量时间间隔,选择MSP430F149单片机来控制激光器和TDC-GP2,通过计算得出距离值并由数码管来显示,在最大测量距离为200m的范围内,实现激光脉冲往返时间间隔的精确测量。 最后,通过仿真软件Multisim10.0对脉冲电路、整形电路、高压偏置电路进行了仿真验证,结果表明所设计的激光器电源可以提供1kHz~10kHz的可调频率、可以提供脉宽10ns~100ns可调窄脉冲,高压电路可以产生80V的电压,APD反向偏置高压电路在没有加入反馈电路时,电压不稳定,加入反馈电路后,电压变得稳定了,达到了APD所要求的160V反向偏置电压。所设计的电路均满足本文设计要求。……   
[关键词]:脉冲;激光测距;时间间隔测量;发射;接收
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华东交通大学2011年