基于HT32F52352低成本激光相位法测距仪 -

标题: 基于HT32F52352低成本激光相位法测距仪 [打印本页]

作者: tangwubing 时间: 2025-2-12 14:45
标题: 基于HT32F52352低成本激光相位法测距仪
本帖最后由 tangwubing 于 2025-2-12 14:47 编辑







目前某一个宝大多数激光测距仪测量使用相位而不是脉冲（飞行时间，TOF）方法来测量距离
最简单的方案是使用两个频率，在低频下大约确定到物体的距离（但最大距离仍然有限），
在高频率下用所需的精度确定距离 - 与测量相移的精度相同，当使用高频时，距离测量精
度会明显更高。由于有相对简单的方法可以高精度地测量相移，因此这种测距仪的距离测量精度可以达到
0.5 mm。这是需要高测量精度的测距仪中使用的相位原理。
然而，该方法也有缺点 - 连续工作的激光器的辐射功率明显低于脉冲激光器的辐射功率，
这不允许使用相位测距仪来测量大距离。此外，以所需的精度测量相位可能需要一定的时
间，这限制了设备的性能。为了提高精度，有必要增加激光辐射的调制频率。然而，测量两个高频

信号的相位差是相当困难的。因此，在相位测距仪中，经常使用外差信号转换。这种测距
仪的框图如下所示。我正在考虑的激光测相方法。

1、硬件说明激光测距仪主控板依功能可区分为主控MCU电路、电源控制电路、加速度传感器电路、APD高压偏置电路、振荡信号耦合电路、激光调制发射电路；主控MCU电路包含上述所说的HT32F52352与周边基本电路；电源控制电路包含USB供电、电池充电管理、芯片电源稳压等，电源相关控制；通过加速度传感器电路可得到产品目前的姿态，计算出角度可以再进行更多不同模式的计算，例如一次勾股、二次勾股、垂直测量、水平测量等等；APD高压偏置电路负责提供激光接收所需的电压，通过控制电压可调整激光回波接收的灵敏度；振荡信号耦合电路为激光发射时，叠加上一高频信号，并在激光接收回波时，使用一频率与回波信号进行耦合，通过差频测相取得回波信号相位；激光调制电路为调整激光发射时的功率控制。本激光测距仪采用相位测量法，因此使用两颗激光发射头(内、外光路)，并由同一接收头接收激光的回波信号，通过内、外两路不同的激光信号相位差可推算出测距仪与物体之间的距离，当测距仪与物体之间距离较短时，内、外光路的相位差值较小，反之若物体较远时，内、外光路的相位差值会增加。相位计算需使用到快速傅里叶变换(FFT)，并使用多个不同频率对同一距离的待测物进行测量，才可取得准确的距离。

2、激光回波信号采集
激光测距仪回波信号频率为10kHz的正弦信号，使用HT32F52352内建的ADC搭配PDMA功能，可快速且精准的捕捉激光的回波信号。
本算法利用4个不同频率的光调制信号实现测距，每一个测尺的回波信号分别再对应内光路和外光路两段信号，通过计算外光路和内光路信号之间的相位差，即可获得该段测尺测量的距离值。
要实现一个测尺的距离测量，需要高精度地捕捉内外光路信号的相位差，本算法通过ADC搭配PDMA准确地控制ADC捕捉的时间与间隔，并通过FFT计算，得出每段回波信号的相位值。

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相位式激光测距模块拆解.pdf

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相位式激光测距模块拆

作者: GlenXu 时间: 2025-4-20 10:49
最大能测量多大距离！？

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