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激光跟踪系统因其结构简单,成本低,跟踪精度高和抗干扰能力强等优点被世界各国研究。目前激光跟踪系统已被广泛应用于军事方面,如激光制导炸弹、导弹和炮弹等。他们以精确的打击能力而著称。不仅在军事方面,在民用方面激光跟踪系统也等到了广泛的应用,如机器人指引,大型建筑变形监测和机床装配等,都可看到激光跟踪系统的踪影。 本课题在已经搭建好的一套激光跟踪系统基础上,重新设计了系统中的各个电路,去除了上位机的信号比较处理和跟踪显示作用,然后将设计好的跟踪系统中各个部分集成到一起,成功实现了对目标的扫描和跟踪,为其实用化做了准备。 本文首先介绍了激光跟踪系统的总体结构和原理,介绍了本课题设计的两个主要部分——指示系统和跟踪系统。指示系统包括905nm半导体激光器和激光器电源。跟踪系统包括脉冲发生电路、放大器、展宽电路、AD转换电路和信号处理与控制电路。 如何完成激光跟踪系统中各个电路的设计与集成是本课题设计的关键。课题根据系统中各电路的特点分别介绍了指示系统和跟踪系统中各个电路的原理和设计要求,并根据各电路的原理和设计要求给出了课题设计的相关电路原理图和根据电路原理图制作的实物电路,最后对实物电路调试的结果与设计要求进行了比较分析。 硬件电路设计完成后,要想让电路正常的工作,还需要软件部分的支持。课题根据最后设计完成的集成电路和测试结果设计编写了一套软件程序,此程序既能使信号处理与控制电路准确控制AD转换电路进行数据的读取和转换,又能进行数据的比较和处理,然后控制步进电机完成对目标的准确扫描和跟踪过程。 为了测试本课题设计的激光跟踪系统是否具有实际应用的可行性,进行了室内的实际跟踪测试实验。在对系统中各个电路完成测试并确定其正常工作后,进行了总体的跟踪测试。通过观察和测试,可以知道本套系统成功实现了对目标的扫描和跟踪过程。