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汽车激光测速系统的研究

汽车激光测速系统的研究

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作者：沙德鹏天津理工大学

学位级别：硕士

本课题来源于天津市社会发展重点基金资助项目(09ZCGYSF00300)"车速安全实时监测系统计量溯源校准标准的研究”。随着我国经济社会的快速发展,人流、车流、物流与日俱增,道路交通事故居高不下,因此,交通流量控制与交通事故控制已经成为... 详细信息

本课题来源于天津市社会发展重点基金资助项目(09ZCGYSF00300)"车速安全实时监测系统计量溯源校准标准的研究”。随着我国经济社会的快速发展,人流、车流、物流与日俱增,道路交通事故居高不下,因此,交通流量控制与交通事故控制已经成为交通监管实时监测系统的重要内容,而造成交通拥堵与交通事故最主要的原因便是超速驾驶,故对汽车测速系统进行研究具有重要意义。本课题对汽车激光测速系统的主要研究工作如下： 1.对现有测速方法进行了分析、比较,分别是地感线圈测速、雷达测速、视频测速、GPS测速和激光测速。重点研究的是激光测速：包括脉冲法测速、相位法测速。 2.汽车激光测速系统中激光发射模块和激光接收模块的设计激光发射模块：分为脉宽整形、驱动放大、储能和激光发射三部分。选择SPL90作为前端激光发射二极管,利用fpga的锁相环(PLL)对基准脉冲进行分频,产生极窄的脉冲信号,经过驱动芯片MIC4452将极窄的脉冲信号转换为大电流信号驱动SPL L90,从而发出脉冲激光。激光接收模块：选择AD500-9型雪崩光电二极管作为光学接收器件,给出了AD500-9雪崩二极管的高压反馈供电电路,用Ua733A对电信号进行放大,在放大的过程中也放大了噪声信号,故用MAX913高速比较器对其进行脉冲整形。 3.汽车激光测速系统中计时测量模块和数据处理模块的设计计时测量模块：即高精度时间间隔测量模块,测量方法包括直接测数法、时间间隔扩展法、时间-幅度转换法等,本文以fpga为主要逻辑器件,采用脉冲计数法设计了高精度时间间隔测量模块,测量精度达到lns。测量范围达到1024ns。数据处理模块：在fpga上实现对激光发射与接收时间间隔进行高精度时间间隔采集后,通过spi总线接口传送到单片机MCS-51,用单片机MCS-51完成了对其的数据处理,并在LCD1602上进行了速度显示。本文设计的汽车激光测速系统,可以检测车速范围(20-180)km/h,测速误差：±2%。

关键词：汽车测速激光测速脉冲计数法 fpga spi

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