HT32F52352低成本激光相位法测距仪软件开发
软件开发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。
软件开发激光回波信号采集
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。

芯片解密