筆者設計了一種基於(yu) AVR單片機的激光測距機綜合性能檢測設備，借助該設備，對不同型號的激光測距機完成測距精度、測距能力、測距邏輯、單脈衝(chong) 能量等的數字化檢測，大大提高了檢測效率和測試精度。

1 設計方案

　　本方案的基本思想基於(yu) 模擬激光測距機的工作原理和激光傳(chuan) 輸過程，激光測距機在工作時，首先從(cong) 其發射通道發射一激光脈衝(chong) ，經過大氣傳(chuan) 輸照射在被測物體(ti) 上，然後漫反射，激光測距機的接收通道接收到漫反射的激光回波，激光測距機內(nei) 部安裝有激光脈衝(chong) 的發射、接收和計時模塊，根據激光脈衝(chong) 從(cong) 發射到返回的時間可以計算出其走過的距離，從(cong) 而得到被測目標和激光測距機之間的距離。而本方案的綜合性能檢測設備與(yu) 激光測距機的接收、發射通道相對應，分別提供發射、接收通道，檢測設備內(nei) 部也相應設置計時模塊，實現相對應一定距離上的目標回波時間、能量的雙重模擬，即可由檢測設備代替目標模擬回波脈衝(chong) ，實現激光測距機測距性能的自動化、數字化檢測，綜合性能檢測設備總體(ti) 構成如圖1所示。
　　

圖1      檢測設備總體(ti) 結構圖

2 係統結構框圖

　　綜合性能檢測設備電路原理框圖如圖2所示。

圖2      綜合性能檢測設備電路框圖　　

　　主要包括微處理器係統、麵板顯示及按鍵控製電路、精密延時信號發生器、窄脈衝(chong) 功率驅動及發光強度控製電路、精密測時器、激光脈衝(chong) 同步器、激光脈衝(chong) 能量探測器及前置放大器、高速數據采集轉換器及打印機控製電路等。

3 關(guan) 鍵技術

　　3.1 “雙頻雙光路耦合”法實現激光測距性能的綜合測試

　　本方案的基本思想是將目標漫反射的遠方目標回波由半導體(ti) 激光器模擬，當模擬該回波的光譜和空間特性後，即可驅動激光器的邏輯單元工作。而激光脈衝(chong) 相應距離上的飛行時間則由精密延時模塊實現。這樣將激光脈衝(chong) 在空間的延遲特性轉換為(wei) 時間特性，從(cong) 而將遠方目標從(cong) 一定距離拉近到被測儀(yi) 器前端，代替了激光測距機性能檢測必須要有遠方的實際合作目標的傳(chuan) 統檢測方法。如圖3所示。
　　

圖3      雙頻率雙光路綜合檢測方案

　　3.2 測距邏輯的檢測

　　當檢測設備接收到“取樣”脈衝(chong) 後即控製精密延時器開始計時，AVR單片機控製精密延時器分別發出1個(ge) 、2個(ge) 、3個(ge) 模擬回波脈衝(chong) 信號，這幾個(ge) 模擬回波在時間上對應不同的目標距離，這樣在激光測距機的接收通道上就可以接收到幾個(ge) 激光脈衝(chong) ，操作激光測距機的“選通”旋鈕，分別對其顯示，即可判斷激光測距機的測距邏輯和距離選通功能是否正常，具體(ti) 實現方法見圖4。
　　

　　3.3 測距能力檢測

　　本方案對激光測距機測程的檢測，首先通過AVR單片機設置精密延時器延時時間為(wei) 被測激光測距機測程對應的激光脈衝(chong) 運行時間，當檢測設備接收到“取樣”脈衝(chong) 後即控製精密延時器開始計時，計時結束後，AVR單片機控製精密延時器分別發出一個(ge) 模擬回波脈衝(chong) 信號，同時，AVR單片機發光強度控製電路控製半導體(ti) 激光器發出激光脈衝(chong) 的能量，使該能量相當於(yu) 對應距離目標回波的能量，這樣在激光測距機的接收通道上就可以對應測程上目標回波脈衝(chong) ，根據激光測距機的顯示結果，即可判斷激光測距機在光軸正常情況下可否滿足測程指標要求。

　　3.4 基於(yu) 技術的精密測時電路模塊

　　本綜合性能檢測設備采取恒比定時技術研製視頻分離模塊，實現了精密延時及遠方目標回波的精密模擬，原理功能框圖如圖5所示。
　

　　3.5 具有自主知識產(chan) 權的“雙向調節”式多維調整平台

　　綜合性能檢測設備采用具有自主知識產(chan) 權的“雙向調節”式調整平台，實現了激光發射和接收通道五維可調和快速轉換，使檢測接口對各類激光測距機具有廣泛的通用性。在此之前的激光測距性能檢測都是對某一型號裝備都要研製專(zhuan) 用的機械接口，因為(wei) 各型號的激光測距機在發射通道和接收通道的口徑大小、水平方向位置、高低方向位置上有很大的差別，甚至在左右位置配置上也有所不同。本課題首次研製成功了“雙向調節”式調整平台，使發射通道和接收通道在高低、水平方向上可以大範圍調節，同時左右位置可以互換，使本檢測設備對各類平台和單體(ti) 的激光測距模塊具有廣泛的通用性。

4 結語

　　該設備可改變以前激光測距性能檢測必須到室外對目標靶進行檢測，並且受到天氣條件限製的現狀，使技術普查和日常維護在室內(nei) 就可以方便完成，檢測結果數字化顯示，大大提高了檢測效率和測試精度。檢測設備配備三維調節平台，激光發射和接收裝置位置可以任意調節，並可互換，使調整瞄準非常方便。對不同型號的激光測距機都可以進行檢測。檢測設備還可對激光脈衝(chong) 能量進行檢測，作為(wei) 激光能量計使用，可以對各種激光發射裝備的輸出激光能量進行快速檢測。