激光自动跟踪装置电路设计

1. 激光跟踪仪的性能

激光跟踪仪是一种空间大尺寸三维坐标精密测量的高端几何量仪器，不仅可以对静止的空间目标进行高精度三维测量，还可以对运动的目标进行跟踪测量，是大尺寸精密测量的主要手段。

激光跟踪测量系统能跟踪某一目标的运动，这一被跟踪的目标称为目标镜，是系统中很重要的组成部分，相当于传统三坐标测量机的测头。工作时，将目标镜与被测要素接触，系统便会测量其中心点的三维坐标，通过被测要素与目标镜中心点坐标之间的关系获得被测要素的三维空间位置和姿态信息。

2. 自动跟踪系统的详解

由光学系统、探测器、信号处理系统、伺服系统和跟踪架等部分组成。高精度伺服系统一般采用直接耦合转矩电动机和高灵敏度测速机组合驱动。跟踪架有垂直（方位）轴和水平（俯仰）轴。光学跟踪系统通常在红外光谱、可见光谱和紫外光谱工作。常用的有红外跟踪系统、激光跟踪系统和电视跟踪系统。
红外跟踪系统接收目标的辐射能量，经过调制或扫描后会聚在红外探测器上，将红外辐射信号转换成电信号，经信号处理后送给伺服系统，驱动跟踪架，自动跟踪目标。红外调制器分为调幅、调频、调相或脉冲编码。常用波长分别为 1～3微米、3～5微米和8～14微米。红外探测受目标辐射特性影响，又称为被动式跟踪。
激光跟踪系统是70年代发展起来的。激光发射系统向目标发射激光束，由目标的表面漫反射或装在目标上的角反射器反射回来激光信号，经接收系统转换成比例于目标偏离光轴的角位置误差的电信号，送给伺服系统，驱动跟踪架，使跟踪架上光学系统对准目标。激光跟踪系统同无线电跟踪系统一样，靠接收本身发射能量来跟踪目标，又称主动式跟踪系统。激光接收系统测角分成和差式单脉冲制和圆锥扫描制两种。激光单色性、方向性好，波束窄，测角精度高，没有多路径效应，用于高精度跟踪和测量。接收探测器采用光电倍增管、硅光电二极管和光电雪崩二极管。
电视跟踪系统采用电视摄像机作为探测器，电视摄像机对视场内目标像进行光栅扫描，把光信号转换成电信号。电视跟踪按目标跟踪点的不同分边缘跟踪、矩心跟踪和相关跟踪。以最先扫描到的目标像位置作为目标跟踪点的跟踪称为边缘跟踪；全扫描目标像后经过计算，算出目标像的矩心作为目标跟踪点，称为矩心跟踪；算出帧间目标像的相关函数，选取相关系数最大点或者按照帧间目标像的匹配算法算出匹配函数最大点作为目标跟踪点，称为相关跟踪。
自动跟踪系统信息处理由简单处理向图像信息处理方向发展，由点跟踪向点跟踪和图像处理技术相结合方向发展,充分利用目标图像信息,提高抗干扰性能。电视跟踪器产生多个窗口，能同时跟踪视场内数字目标。多目标跟踪采用先求出各个目标中心，然后求出多个目标中心形成多边形的中心进行跟踪，也能由人工指定需要的某个目标进行自动跟踪。
光学跟踪的探测器向固态多元器件发展，线阵和面阵的可见光和红外电荷耦合器件的出现，提高了可靠性。光学跟踪系统结构简单可靠、成本低、功耗少、体积小和重量轻、隐蔽性好、角分辨率高和抗干扰性好；缺点是受大气影响大，不能全天候工作。
应用 自动跟踪系统主要用于靶场跟踪和测量、武器控制和制导等方面。环境和目标特性多样化，使得自动跟踪系统采用多传感器，有无线电的,也有光学的,互补长短。同时增加识别能力，各传感器依置给度不同进行自动切换，构成智能自动跟踪系统。 太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及，如何提高太阳能利用装置的效率，始终是人们关心的话题，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。
跟踪太阳的方法可概括为两种方式：光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便；缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。
而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。

3. 这是想做一个激光传声装置，下面有两幅电路原理图，，急求大神帮我分析下其中的详细原理，，越详细越好，

你实验了吗？
根据分析，这个电路可能不能用。
激光，方向性极强，需要对准，专这个不是关键属；
接收部分采用单电源，直接耦合，基准端（参考端)（-）直接接地，无负反馈，将无法工作。若要工作，可把参考端接1/2VCC（通过电阻），同相端也要有大电阻接2/1端，信号输入应有电容隔直，并要设置放大倍数（输出对-端电阻）
如果能用，愿听高手解答
发射部分，勉强能用。
可能采用红外会好点，但可能不实用。玩玩可以。
接收部分不能用。

4. 激光跟踪仪的介绍

激光跟踪仪是空间大尺寸三维坐标测量仪器，是一台以激光为测距手段配以反射靶标的仪器，它同时配有绕两个轴转动的测角机构，形成一个完整的球坐标测量系统。

激光跟踪仪由激光测距系统、角度测量系统、跟踪控制系统、电控箱、环境补偿单元、支架、计算机及系统软件、测量标定附件等组成。

激光跟踪仪主要用于大尺寸装配测量，在航天航天器材、汽车、动车、船舶、重型机床、大型机械设备以及机器人领域有着广泛应用。

5. 跪求...基于51单片机自动跟踪阳光太阳能热水器控制系统的设计

你还真是挺执着的，呵呵。如果简单一点，可以通过时钟来控制，不过这个有误差，也需要频繁调试。最好的是光线跟踪和集热管移动分开来实现。用体积较小的光敏电阻（放置在金属管里面，类似枪管），加万向移动的马达支架来寻找最佳的角度；角度确定后再启动集热管移动的马达到此位置。移动频率可以设置为一小时移动一次，如果只是在水平方向上移动的话还是有点意义的，否则跟踪本身消耗的的能量太大，就得不偿失了。

6. 固体激光器的设计问题

你忽略了一点，我虽然有激光器的结构图，可是这里没法上传！
导体激光器是光纤通信用的主要光源,由于光纤通信系统具有不同的应用层次和结构,因而需要不同类型的半导体激光器。文章根据目前光纤通信系统的发展趋势,介绍几种典型的光纤通信用半导体激光器件———法布里-珀罗激光器、分布反馈半导体激光器、电吸收型调制器集成光源、波长可选择光源、垂直腔面发射激光器的特点和发展方向。