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原文传递近程汽车激光防撞雷达研究

论文题名：	近程汽车激光防撞雷达研究
关键词：	脉冲激光测距;高压偏置电路;汽车激光防撞雷达;漫反射作用;误差补偿
摘要：	随着生活水平的不断提高，汽车已经逐渐成为人类生活中必不可少的交通运输工具。但是，在人们尽情享受汽车带来众多便利的同时，亦付出更为巨大的生命财产安全的代价。因此，为避免或降低交通事故发生的几率，汽车激光防撞雷达应运而生。国外对该项技术的研究开始较早，并且已经在国外多种进口高档车型上投放使用。相较与国外，国内对该项技术的研究起步较晚，在国产车型上的普及还需一段时间。本论文旨在研究汽车激光防撞雷达，加快该技术在普通国产车上的普及速度，进而提高汽车安全防护方面整体性能，最终达到降低交通事故发生率的目的。　　本论文基于脉冲激光测距原理，针对近距离低速行驶的车辆，利用ACAM公司的高精度时间数字转换芯片TDC-GP21，旨在研制激光防撞雷达，检测汽车与障碍物之间的距离、相对速度与方位等安全参数。本论文给出了汽车激光防撞雷达的总体设计方案，并完成各子系统硬件及软件部分的设计、PCB制作及调试等工作，具体内容包括：激光发射模块及其 MOSFET驱动电路、激光接收及其高压偏置电路模块、信号调理模块、高精度时间间隔测量模块、通过软件编程实现总体电路的控制及数据读取处理等工作。　　激光发射器主要为激光接收模块提供一定波段的光源；激光 MOSFET驱动电路用于驱动激光器发射光脉冲。其中，激光驱动脉冲越窄、发射光功率亦越大，进而有利于提高激光测距的精度。　　激光接收电路用于接收由于漫反射作用获得的微弱光信号并将其转换为电流信号，为后续信号调理电路提供支持。其中，激光接收器选择雪崩光电二极管（APD），故需要提供与之相匹配的高压偏置电路才可使 APD处于正常工作状态。微弱电信号调理电路用于将激光接收模块接收到的电流信号转换为电压信号并进一步放大，便于时间间隔测量模块对脉冲信号的采集。　　最后，利用 STC89C58RD+单片机实现整体电路的控制，其中包括：与TDC-GP21芯片的SPI通讯、为激光发射器提供驱动波形、与上位机串行通讯及其数据误差补偿等工作。
作者：	汪洋
专业：	仪器科学与技术
导师：	袁峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文