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短距离脉冲式激光测距机时间测量单元的研究
资料介绍
激光技术的出现，标志着人类掌握和认识光波进入了一个新的阶段。随着激光技术的发展，很快被应用到各种军用和民用的测量领域。与其它测距技术相比，激光测距机具有测量距离远、抗干扰能力强、非接触目标、测量速度快、测距精度高等特点。
本文针对短距离脉冲式激光测距的高精度要求的特点，进行了系统误差分析，提出多次测量取平均的方法来提高测距精度。针对TDC—GP2芯片精确的时间测量功能和MSP430F149单片机的控制功能，设计了基于TDC—GP2的时间测量方案。按照该方案，测距精度主要取决于时间测量误差。
德国ACAM公司的时间数字转换芯片TDC-GP2单次测量分辨率为65ps，距离测量精度为9.8mm,采用100次测量取平均后的距离测量精度可达到±5mm。该芯片功耗超低，集成度高，测量灵活性高，是脉冲式激光测距仪时差测量非常理想的选择，用时间数字转换芯片TDC-GP2代替传统的分立元件，设计了激光测距机的时间测量电路。由于TDC-GP2芯片比采用分立元件有更高的工作速度、更高的时间分辨率、更小的计数误差，因此可以有效地减小电路规模，使测距机更加小型化，对于降低硬件成本、提高系统的可靠性、灵活性、适应性，缩短开发周期，具有重大的实际意义。
论文完成了时间测量部分的硬件电路和软件算法设计。硬件设计以超低功耗单片机MSP430F149、高精度时间测量芯片TDC—GP2等新型的器件为核心，构成了激光测距的时间测量部分；在IAR Embedded Workbench环境下完成了单片机的流程控制以及数据运算的软件编程和调试。
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