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
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
动控制。
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4 `9 I7 k9 [# I! r激光雷达(HDAR)是传统雷达技术和现代激光技术结合的
6 e* Y  t2 d4 c1 o. b$ b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
$ A: l2 `  U8 j% R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
. h1 `, j8 ]* r4 n' a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
+ }# @$ u0 S6 [, O+ z4 k0 W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。
2 k: a" c/ j: k6 |8 P' q/ e近年来，单片机在我国的许多领域均得到了广泛的应用，
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
2 i  S8 D; G3 k/ x$ q/ o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
3 U3 ^1 f- J5 }- c; A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
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
) w9 |+ n8 N: I  R免恶劣天气对激光雷达系统造成的损失。
2 a9 ^6 X9 u: e% w1自动控制系统方案
激光雷达系统置于方舱内，工作时需要人工去方舱顶打开
2 \3 r1 }3 u9 J& S8 \. I方舱天窗，会给实验带来很大的不便。有些激光雷达系统(例
" j* P  a7 ]( w$ y如：日本国立环境研究所(NIEs)磅}制的Mie散射激光雷达)利用
( q  O5 O  W* Z* t+ }2 U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，
5 K) X! {0 \0 T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
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
性，也增强其对恶劣天气来Il缶时的应变能力。

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