【摘 要】
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随着近几年来无人驾驶技术的兴起,激光雷达在地图测绘、机器人、安防等多领域的广泛运用,国内外的激光雷达的市场热情被火热激发。但是现在市场上的成品都存在着价格昂贵、技术垄断及关键算法的不开源等问题,所以本课题设计了一种基于MEMS微镜的激光雷达测距装置。设计并搭建开发了激光发射模块,接收信号模块和MEMS微镜控制模块。该论文的主要研究内如下:1.鉴于现有激光雷达测距方法,对比现有测距方法性能优缺点和适
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随着近几年来无人驾驶技术的兴起,激光雷达在地图测绘、机器人、安防等多领域的广泛运用,国内外的激光雷达的市场热情被火热激发。但是现在市场上的成品都存在着价格昂贵、技术垄断及关键算法的不开源等问题,所以本课题设计了一种基于MEMS微镜的激光雷达测距装置。设计并搭建开发了激光发射模块,接收信号模块和MEMS微镜控制模块。该论文的主要研究内如下:1.鉴于现有激光雷达测距方法,对比现有测距方法性能优缺点和适用场景之后,最终选择了以测距距离远,更适用于无人驾驶技术的TOF飞行时间测距法。然后对激光雷达的光路扫描方案进行了设计,采用的是非同轴光的光路设计,这种光路设计可以大大减少发射模块和接收模块的数量,降低系统制造成本和体积大小,更好地符合无人驾驶技术的要求。2.设计了MEMS激光雷达测距的整体方案,并对系统内的各个功能模块进行硬件设计,功能开发等。功能模块主要包括:激光发射模块、接收模块、微镜控制模块。最后实现了MEMS激光雷达的测距功能。3.对MEMS激光雷达测距系统进行了软件设计,该设计是在Visual Studio 2017环境下基于C#语言完成的,在研究了测距系统和上位机之间的通信方式之后,采用了串口通信的方式进行数据交互,最终在该软件上实现了测距并能清晰地在上位机显示相关的测距数据。4.测试基于MEMS微镜所搭建的激光雷达测距装置,在分析了测量误差产生原因之后,对系统进行改进和优化。在激光能量方面采用更具有聚焦功能的发射镜头去聚集激光能量,在微镜控制方面使用PID闭环控制替换了原来的开环控制。最终,实验表明改进后的系统测距距离能够达到5米以上,测量误差在10mm以内。
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