激光测距仪的简单实现解决方案

一、项目概述

1.1 引言

激光测距具有角分辨力高、抗干扰能力强，可以避免微波贴近地面的多路径效应和地物干扰问题，并且具有质量轻、结构小巧、安装调整方便等优点，是目前高精度测距最理想的仪器之一。铁路隧道在施工完成后，其围岩有缓慢的变化趋势，采用测距仪能够测量其收敛情况。

1.2 项目背景/选题动机

根据我们调研市场中普通手持激光测距仪价格在1000元左右，带有串口等其他通信接口在2000元以上，而且功能单一，接口简单。因此我们采用AVR128处理器构造新型激光测距检测系统，具有多功能、高精度、自动化和价格优势等，应用到铁路隧道围岩收敛监控当中。

二、需求分析

2.1 功能要求

设计的测距仪，能够对铁路隧道的收敛情况进行全天候测量，而且能够将数据保存到SD卡，并且传输到监控中心。

2.2 性能要求

设计的测距仪，角度在0.1mm以上，模块稳定，可靠等。

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

利用了激光脉冲持续时间极短、瞬时功率很大的特点，即使没有合作目标，也能通过接收被测目标的漫反射信号，进行距离测量。脉冲法激光测距的原理与雷达测距相似，利用脉冲激光器向目标发射单次激光脉冲或激光脉冲串，计数器测量激光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的往返时间，由此计算目标的距离。脉冲法激光测距的原理如图 1 所示，测距公式为：d=ct/2。其中，d为测量距离，c为光速，t为测距信号往返时间。

图1 脉冲法激光测距的原理