Details

Работа проведена на базе АО «Обуховский завод» и посвящена разработке ToF-системы лазерной локации на основе VCSEL-лазера. Целью работы является разработка системы лазерной локации, основанной на VCSEL-лазерах и методах ToF, и её последующая оптимизация для достижения наибольшей точности измерений. В данной работе проведён обзор публикаций о поверхностно-излучающих лазерах с вертикальным резонатором и ToF-системах для лидарных применений и об особенностях их совместного функционирования. Также дано обоснование целесообразности разработки схемы ToF-сенсора на основе VCSEL-лазера и необходимости калибровки оптического iToF-датчика для его корректной работы с VCSEL-лазером. Была разработана и промоделирована схема лазерной локации, проведены первичные эксперименты и сняты выходные характеристики. Затем была произведена калибровка ToF-сенсора, который используется в макете, собранном на основе этой схемы. В работе были использованы программы поиска и анализа информации и открытые образовательные ресурсы. Также был использован изготовленный по промоделированной схеме тестовый макет системы для корректировки точности работы ToF-сенсора. Было применено программное обеспечение: EasyEDA, Arduino IDE.

The work was carried out on the basis of AO "Obukhovski zavod". The thesis is devoted to the development of a ToF-based laser location system with a VCSEL light source. The aim of the work is to develop a laser location system based on VCSEL-lasers and ToF methods with its subsequent optimization for the highest accuracy achievable. The paper illuminates publications on vertical-cavity surface-emitting lasers and Time-of-Flight methods for LiDAR applications and peculiarity of their joint usage. Also, the justification of the expediency for ToF-based laser location system with a VCSEL light source development and the necessity of iToF ranging sensor’s calibration were given. A laser location scheme was designed and modeled, primary experiments were conducted, and output characteristics were taken. Then the iToF sensor’s calibration was implemented. The in-depth case study was conducted with the usage of information search and analysis programs and open educational resources. Besides, a test layout designed in accordance with the simulated model was used for an iToF ranging sensor’s precision adjustment. Also, specialized software such as EasyEDA, Arduino IDE was applied as well.