激光雷达方舱天窗自动控制系统的设计

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摘要：介绍了基于ATMEGAl6的激光雷达方舱天窗自动控帝j系统的工作原理。着重阐述了系统硬件和软件实现的方法。系
4 D. B: Z6 c9 j  t统以ATMEGAl6单片机为核心．配合使用了一种新型雨水传感器和步进电机等设备，实现了对激光雷达方舱天窗开闭的自
6 `  A9 h0 _7 Q( A* }% h2 a" m动控制。

1 l( F2 h/ k7 {. m, C激光雷达(HDAR)是传统雷达技术和现代激光技术结合的
- ?9 q+ B( \& T  V; K6 R* c, [! X产物。激光雷达具有高时空分辨率、实时、大范围地测量的特点，
同时具有抗干扰能力强、集成化程度高等特点。激光雷达越来越
受到环保和气象部门的重视。目前，用于大气参数和环境污染检
2 n$ {8 W/ A7 F# E4 z测的激光雷达技术发展很快，正沿着模块化、自动化、商业化的
进程发展。然而，激光雷达本身也存在不足，对环境要求较高，在
3 }" \* Q. h/ u+ d4 ?, o恶劣天气时性能下降，使其应用受到限制，在今后开发自治系统
或无人系统中，自动控制技术更是必不可少的关键技术。
$ s' [9 [% o& ?6 I/ o0 g, y. L近年来，单片机在我国的许多领域均得到了广泛的应用，
7 f3 B& F9 V+ @- a+ a# w8 a其优良的性价比特别适合于激光雷达系统自动控制的要求。利
$ p# E0 K( \0 f4 h% T! f用单片机可以实现激光雷达方舱内温度和湿度恒定的自动控
制，营造激光雷达适宜的工作环境。我们基于单片机实现了对
激光雷达方舱天窗的自动控制，以便天气突变，特别是有降雨
, x3 w/ Z( t& o, W( `时，激光雷达方舱天窗和激光雷达系统及时关闭，减少或者避
免恶劣天气对激光雷达系统造成的损失。
1自动控制系统方案
8 a. ]1 S2 `# W激光雷达系统置于方舱内，工作时需要人工去方舱顶打开
' e2 `1 a' y/ V7 q方舱天窗，会给实验带来很大的不便。有些激光雷达系统(例
& P8 _1 |, t; G6 D& g' X如：日本国立环境研究所(NIEs)磅}制的Mie散射激光雷达)利用
高透玻璃代替天窗，这样光的发射与接收都会受到玻璃衰减，
: @9 l. }7 Z7 l' p$ v1 R而且玻璃天窗容易落尘影响信号的准确性。若能实现对激光雷
- R: w* {5 a: n0 z: Z" P9 B达方舱天窗的自动控制，即节省了人力又保证实验数据的真实
# l  c& c1 s5 @) M8 p  i性，也增强其对恶劣天气来Il缶时的应变能力。
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