仔细研究激光三角测距的原理,我们能够发现该方法除了可以检测平面,还能够检验测量曲面轮廓。在光电检测领域,该方法分属于非接触式单点测量法的类型,所以该方法的优点有测量点小、测量耗时短、抗干扰能力极强、操作方法简便、应用范围广等等,由此方法的原理和种种优点不难看出本方法非常适用于短距离、高精度的测量情况。文献综述

2。2  直射光三角法原理

激光三角法测距,可以按照入射光线和目标物体表面的法线之间的角度来细分,一种是直射光三角法,另一种是斜射光三角法。直射式三角法跟斜射式三角法相比,前者的光斑面积相对来说更小,它的光线汇聚力更强,利用直射式三角法进行测量时,即使被测物体的表面不垂直,光照面上的光斑面积也不会因此变大。被测面上较粗糙的地方以及物体振动、左右倾斜不定的情况下,使用直射光三角法受到干扰而引起的误差会更小。此外, 考虑到车载测距传感头的结构体型应该尽量制作的小巧精简, 所以本设计中使用的是直射式三角法。

由图2。1可以了解到激光三角法直射式的光路原理,Schelmpflug条件规定:“像、物平面以及接收透镜平面这三个平面需要相交于一个公共的直线”,只有这样才能保证系统聚焦的准确性。发射部分是利用平凸透镜来完成准直的,传感信号是使用激光垂直射到待测物体表面上之后产生的漫反射光斑,接收透镜将其汇聚到位敏器件PSD上,该器件要求分辨率较高,之后形成光斑。该光斑的中心位置的决定是通过传感器和待测目标两者的距离来实现的,利用PSD输出的电信号就能够准确地反映出上述两者之间的距离信息。如果目标物体的位置有所移动,在位敏器件上的光斑位置也会相应的被改变,也就是说对光斑的位置改变进行检测记录就能够检测出待测目标的位置移动。使用基于位敏器件PSD的激光三角测距法,我们能够让测距系统设计得更加简单,灵敏度更高,响应速度更快,而且还拥有低噪声、高分辨率、抗干扰等优点[5]。 

图2。1  直射式激光三角测距法光路原理图

3  系统电路设计

    图3。1即本设计中汽车倒车防撞报警系统的总体结构图,系统主要由单片机处理电路、激光发射接收电路、A/D转换电路、报警电路、显示电路和单片机外围电路等部分组成。通过激光三角测距的原理,将倒车距离反馈给单片机,单片机会对倒车距离进行实时的显示,并在小于安全距离时启动报警。以下将对各部分电路的硬件和软件设计做具体说明。

图3。1  系统总体结构图来;自]优Y尔E论L文W网www.chuibin.com +QQ752018766-

3。1  单片机STC89C52RC硬件介绍

STC89C52是宏晶科技公司生产的新一代低电压、高运速、强抗干扰CMOS 8的微处理器,带有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52不仅在指令代码上完全兼容传统的51单片机,而且内部做了很多的改进使得芯片在功能上有所拓展,提供6时钟周期和12时钟周期可选。它具有以下标准功能:

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