レーザー距離計のシンプルな実装ソリューション

レーザー距離計のシンプルな実装ソリューション

レーザー測距は、高い角度分解能と強力な干渉防止機能を備えており、地面に近いマイクロ波によって引き起こされるマルチパス効果と地上物体干渉の問題を回避でき、軽量、コンパクトな構造、および便利な設置と調整の利点があります。 . 理想的な楽器の一つ。 鉄道トンネルの建設が完了した後、周囲の岩石はゆっくりと変化する傾向があり、距離計を使用してその収束を測定できます。

1.2 プロジェクトの背景/トピックの動機

私たちの調査によると、市場に出回っている通常のハンドヘルド レーザー距離計の価格は約 1000 元で、シリアル ポートなどの他の通信インターフェイスは 2000 元以上であり、機能はシングルでインターフェースはシンプルです。 したがって、AVR128 プロセッサを使用して、多機能、高精度、自動化、および価格の利点を備えた新しいタイプのレーザー測距検出システムを構築し、鉄道トンネルの周囲の岩石収束の監視に適用します。

2.需要分析

2.1 機能要件

設計された距離計は、24時間体制で鉄道トンネルの収束を測定し、データをSDカードに保存して監視センターに送信できます。

2.2 性能要件

設計された距離計、角度が0.1mmを超えている、モジュールが安定していて信頼できる、など。

3.スキームの設計

3.1 システム機能実現の原理

レーザーパルスの持続時間が非常に短く、瞬時出力が高いという特徴を活かし、協力対象がなくても、測定対象の拡散反射信号を受信することで距離測定を行うことができます。 パルスレーザー測距の原理は、レーダー測距に似ています。 パルスレーザーは、単一のレーザーパルスまたはレーザーパルス列をターゲットに送信するために使用され、カウンターは、レーザーパルスがターゲットに到達してターゲットから受信機に戻るまでの往復時間を測定し、それによってターゲットの距離を計算します。 パルス レーザー測距の原理を図 1 に示します。測距式は d=ct/2 です。 このうち、d は測定距離、c は光速、t は測距信号の往復時間です。

3.2 ハードウェア プラットフォームの選択とリソースの割り当て

ハードウェア プラットフォームの選択: AVR XMEGA-A1 Xplained 評価キットは 8- ビット ATMEGA128 チップに基づいています。

オンボード リソースの使用: SPI インターフェイス、温度センサー、光センサー、言語スピーカー、シリアル ポート モジュール。

3.3 システム ソフトウェア アーキテクチャ

システムはまず、距離位置、温度と湿度、外光強度の 3 つの重要な情報を収集します。 スポット位置への温度や外光強度の影響を排除するため、対応するデータに基づいて計算して送信します。 距離位置が設定した閾値を超えると、搭載スピーカーからアラーム音が鳴ります。 収集したデータは、SDカードデータストレージ、LCD液晶ディスプレイ、シリアルポートにより監視センターに送信されます。