一種基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置的製作方法
2023-07-20 14:07:16
專利名稱：一種基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測距離的裝置，尤其是涉及一種高精度雷射儀器測量距離以及嵌入式微處理器自動記錄測量數據的裝置。
背景技術：
現有的距離檢測方法大多可分為兩種，一是手動測量，即操作者手動操作手持式雷射測距儀對目標距離進行測量。操作者手持雷射測距儀並使其對準待測目標，點按雷射測距儀界面上的按鈕，雷射測距儀則對目標進行測量，距離數據可在雷射測距儀的顯示屏幕上獲得，然後採用雷射測距儀存儲數據或手動記錄測量數據的方式進行數據存儲。但是，手動操作獲取距離信息的方法效率低，而且手動記錄測量數據的過程中，操作者的疏忽或疲勞等因素往往導致錯誤記錄，即使使用雷射測距儀存儲數據，由於雷射測距儀的內存容量的限制，可以存儲數據的數目也是有限的，無法滿足實際測量的需要。二是自動測量，即利用PC機作為上位機，通過操作上位機中的人機互動界面發指令給雷射測距儀，雷射測距儀可自動測量到待測目標的距離並將獲取的距離數據通過串口電纜傳輸給上位機。這種自動測量方法亦有其不足之處首先，PC機的體積較大，而且比較笨重，給操作者的攜帶和操作帶來不便；其次，在某些實際情況下，與PC機串口相連的電纜長度往往達到幾百米，造成了距離數據傳輸的嚴重滯後。因此，現有的距離測量方法無法滿足方便、高效而準確地完成實際測量任務的要求。
實用新型內容本實用新型的目的就是要提供一種能夠方便、高效而又精確地完成實際測量任務的距離檢測裝置。
為實現上述目的，本實用新型一種基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置，包括高精度雷射測距儀、微控制器中裝有作業系統、串口電纜及電池組、計算機以及存儲器；其特徵在於，電纜的一端與高精度雷射測距儀的接口連接，另一端與微控制器的第三串口連接，實現了雷射測距儀和微控制器之間的通訊，兩電池組分別給高精度雷射測距儀和微控制器的電源供電。
所述的檢測裝置，其所述微控制器，為ARM 9微控制器；雷射測距儀的接口，為15針D型接口；作業系統，為Linux作業系統；計算機，為PC機；計算機的串口，為9針串口；存儲器，為U盤。
所述的檢測裝置，其所述作業系統，是預裝嵌入式系統專用的最小Linux作業系統，大約佔用28M的存儲空間。
與現有技術相比，本實用新型基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置，利用ARM 9微控制器自動控制高精度雷射測距儀的雷射開閉和距離測量，並將測量數據自動存儲在ARM 9微控制器的內存中。整個過程不需要操作者的介入，提高了距離測量的效率和準確性；ARM 9微控制器64M的內存有效地解決了大量距離數據存儲的問題；而且整個距離檢測裝置非常輕巧，所以雷射測距儀獲得的距離信息可以通過一根較短的電纜立即傳輸到ARM 9微控制器中，解決了數據傳輸滯後的問題。
本實用新型結構簡單，體積小，非常輕便，可以直接安裝在如微型直升飛機，車輛等平臺上進行靜止或移動目標的距離測量和數據存儲。
圖1是本實用新型基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置的結構示意圖。
具體實施方式
ARM微控制器憑藉其體積小，重量輕，但高性能的品質，近年來在各個領域中得到了越來越廣泛的應用。本實用新型基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置，就是在ARM微控制器的基礎上設計出來的。本實用新型基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置中，微控制器的處理晶片採用了s3c2410晶片，擴展了32M的Flash存儲器，嵌入式作業系統採用了Mini-Linux(28M)，交叉編譯器採用了arm-gcc-cross-2.95.3版本的編譯器。
如圖1所示，圖中，電纜12的一端與高精度雷射測距儀1的15針D型接口2連接，另一端與微控制器(ARM 9)3的第三串口6連接，實現了雷射測距儀1和微控制器(ARM 9)3之間的通訊，兩電池組9、9a分別給高精度雷射測距儀1和微控制器(ARM 9)3的電源10供電。
在本實用新型裝置組裝前，先對微控制器(ARM 9)3預裝作業系統，並編好應用程式，是預裝裁減好的Linux9.0系統或更高版本的Linux作業系統，大約佔用28M的存儲空間；在PC上，使用C語言編輯串口通訊程序原始碼，然後將原始碼放在嵌入式交叉編譯器中編輯，形成可執行文件，將該可執行文件下載到微控制器所帶的存儲器中。
在距離檢測的過程中，雷射測距儀1的雷射發射孔11要始終對準待測目標，這樣從雷射發射孔11發射出的雷射能夠打在待測目標上，而後雷射又從待測目標反射到雷射發射孔11，這樣雷射測距儀1方可檢測由雷射發射孔11至待測目標的距離，即距離信息。
高精度雷射測距儀1每秒採集一次距離數據，微控制器(ARM 9)3中裝有Linux作業系統，並預先編好應用程式，執行該應用程式，微控制器(ARM 9)3便可以按照應用程式設定的頻率實時讀取來自雷射測距儀1的距離數據，並將距離數據保存到預先設定的文件中。測量任務結束後，取下雷射測距儀1，進行後期處理工作。將串口線13的一端連接到微控制器(ARM 9)3的第一串口4上，另一端連接到PC機14的9針串口8上，這樣微控制器(ARM 9)3和PC機14便建立了通訊，然後將U盤插入微控制器(ARM 9)3的USB口7上，操作PC機14自帶的超級終端可以將距離數據文件轉入到U盤上，即可獲得距離數據文件。
本實用新型中，微控制器(ARM 9)3是整個裝置的核心，通過串口電纜12與雷射測距儀1建立通訊，微控制器(ARM 9)3可以控制雷射測距儀1自動打開和關閉雷射，以及自動進行距離測量，更進一步，微控制器(ARM9)3可以自動實時記錄和存儲測量數據。
使用本實用新型雷射測距儀1和基於微控制器(ARM9)3的系統裝置，能實現對靜止物體和運動速度小於20公裡/小時的物體進行自動檢測距離和記錄數據。
權利要求1.一種基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置，包括高精度雷射測距儀、微控制器中裝有作業系統、串口電纜及電池組、計算機以及存儲器；其特徵在於，電纜的一端與高精度雷射測距儀的接口連接，另一端與微控制器的第三串口連接，實現了雷射測距儀和微控制器之間的通訊，兩電池組分別給高精度雷射測距儀和微控制器的電源供電。
2.根據權利要求1所述的檢測裝置，其特徵在於，所述微控制器，為ARM 9微控制器；雷射測距儀的接口，為15針D型接口；作業系統，為Linux作業系統；計算機，為PC機；計算機的串口，為9針串口；存儲器，為U盤。
3.根據權利要求1或2所述的檢測裝置，其特徵在於，所述作業系統，是預裝嵌入式系統專用的最小Linux作業系統，大約佔用28M的存儲空間。
專利摘要本實用新型涉及自動檢測技術，是一種基於嵌入式系統的雷射遠距離自動檢測裝置，包括雷射測距儀、ARM 9微控制器、串口電纜及電池組。微控制器的9針串口通過電纜和雷射測距儀的15針D型接口連接，兩塊電池組分別給微控制器和雷射測距儀供電。本實用新型利用ARM 9微控制器體積小和高性能的優點，作為距離檢測裝置的核心，自動控制雷射測距儀的雷射開閉和距離測量，並自動記錄和存儲測量數據，避免了手動操作中可能出現的錯誤記錄，提高了距離測量的效率，準確性和實時性，實現了方便、高效而準確的完成距離測量任務。本實用新型結構簡單，體積小巧，可以直接安裝在微型直升飛機，車輛等平臺上，進行靜止或移動目標的遠距離測量和數據存儲。
文檔編號G01S17/00GK2864711SQ20052013650
公開日2007年1月31日 申請日期2005年12月7日 優先權日2005年12月7日
發明者譚民, 趙曉光, 劉靜 申請人:中國科學院自動化研究所