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3。对TDC模块的测量精度以及整个系统的测量时间精度进行了试验和误差分析，验证该系 统的工作稳定性。

4。对激光回波信号进行了波形分析，并根据其干扰脉冲的特点设计了脉冲抑制电路。

5。通过串口进行数据传输，并通过上位机进行处理显示数据和图像。

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2 系统方案设计

2。1 激光雷达系统及原理

激光雷达是利用激光器作为发射源，采用光电技术进行探测的主动遥感设备。从工作原 理和组成上讲，其与微波雷达并没有本质上的不同：向目标发射探测信号，然后将接收到的 从目标返回的信号与发射信号做对比，做适当处理后，就可获得目标的距离，方位，高度， 速度，姿态，甚至形状等参数。从而对目标进行识别跟踪。如图 2。1 是典型激光雷达系统示 意图[12]。

图 2。1 激光雷达原理图

激光雷达的基本组成与传统微波雷达并没有较大区别，由发射机，接收机，触发器，信 号处理电路，监测显示电路五大部分组成。不同的是，在激光雷达系统中，通常是以激光器 作为发射机发射激光。同样的接收机也是一套光学接收系统，接收从目标返回的光波，并将 其反馈到信号处理电路[13]。

激光雷达按照其探测原理的不同可以分为两种，分别为直接探测型和相干探测型。其中 直接探测型和激光测距机的原理十分相似，通过测量脉冲激光的飞行时间来得到一系列的点 云，并进一步渲染出图像；在相干探测激光雷达中，分为单稳和双稳两种，其区别主要在于 发射和接收光学孔径是否共用。所谓单稳，就是发射机和接收机共用一个光学孔径，由发送 和接收开关切换工作，这点与微波雷达颇为相似。而双稳则是发射和接收分别有一个光学孔 径，互不影响。本文中使用的是直接探测型[14]。论文网

2。2 方案设计

2。2。1 性能指标分析

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本文的研究内容为无人汽车使用的车载成像激光雷达。根据其应用领域的特点，提出了 以下概念性指标。一，在车辆导航中，需要对周围景物进行全向扫描，所以需要较大的视场。 二，由于街道物体繁杂，密度大，所以探测精度要满足要求。三，在第二条的基础上，由于 车速较快，并且车辆有一定的反应时间，所以激光雷达的实时性要高。四，考虑到激光雷达 有一定的死区，即距离小于一定数值时会无法探测，而且导航要有一定的前瞻性，所以要让 雷达具有合适的探测范围[15]。五，根据一般街道景物大小，激光雷达需要有足够的横向分辨 率，即在扫描面上一帧有多少个点。

综上所述，该激光雷达的性能指标有： 1。大视场，全向扫描

2。高精度，分米级测量精度

3。实时性高

4。探测距离覆盖 10m-200m

2。2。2 激光雷达系统设计

基于以上的性能要求，通过查阅资料，器件，并考虑实际的研究情况（见 1。1 节）,给出 设计方案：方案分为三部分，第一部分为光学系统前端，第二部分为信号处理电路，第三部 分为转镜驱动模块，文章主要对后两部分进行设计研究。整体系统框图如下图所示。