马建平:基于高速脉冲调制和回波采样的激光测距技术研究论文

马建平:基于高速脉冲调制和回波采样的激光测距技术研究论文

本文主要研究内容

作者马建平(2019)在《基于高速脉冲调制和回波采样的激光测距技术研究》一文中研究指出:激光测距技术的高精度、高分辨率和强抗干扰性使其得到了广泛的关注。在航空航天领域的远距离目标探测、工业领域的近距离高可靠性目标探测以及民用高速高精度目标探测等应用中,激光测距系统的测距性能、体积、重量和成本都面临着巨大的挑战。为此,本文针对高速激光测距技术展开研究,以在实现大动态范围探测的同时,有效解决现有激光测距技术的高成本、大体积、低精度等问题。首先,论文概述了激光测距技术的国内外研究现状,介绍了实现激光测距的几种技术手段。在对各技术手段的工作原理和特点进行比较分析的基础上,本文提出了一种基于高速脉冲调制和回波采样的激光测距技术。其次,论文通过对激光雷达作用方程的推导,分析了激光测距性能的影响因素,明确了基于高速脉冲调制和回波采样的激光测距系统的具体设计方案。针对测距系统的实际指标需求,确定了系统中光学系统的设计参数和关键器件的型号,并完成了系统硬件设计及各单元电路的设计。为了实现大动态范围测距,论文设计的激光测距系统采用高灵敏度单光子探测器MPPC(Multi-Pixel Photon Counter)进行回波信号光的探测。该探测器具有灵敏度高和多回波光子信号累加输出的特性,是提高系统测距能力的重要物理基础。在信号处理部分,测距系统借助高速信号采集技术实现了回波信号的全波形采集,并通过回波波形的多次累加处理,有效消除了抖动噪声的影响,避免了电路抖动等造成的距离计算偏差。借助上升沿/下降沿阈值判断法,确定了回波信号的峰值位置,消除了回波信号幅值偏差而导致的回波信号到达时刻的误判断,进而为高精度距离信息的获取提供了保证。在完成系统软硬件设计的基础上,基于相关系统参数,论文对测距系统的性能进行了理论分析和验证,对系统的测距能力和测量误差进行了分析。最后,介绍了激光测距实验平台,并开展了距离测量实验研究。实验结果表明,论文设计的测距系统的测距动态范围为10~7,测距精度为0.6mm;系统在实现远距离目标探测的同时,能够兼顾近距离高精度测距的需求,且实际结果与理论分析结论吻合。

Abstract

ji guang ce ju ji shu de gao jing du 、gao fen bian lv he jiang kang gan rao xing shi ji de dao le an fan de guan zhu 。zai hang kong hang tian ling yu de yuan ju li mu biao tan ce 、gong ye ling yu de jin ju li gao ke kao xing mu biao tan ce yi ji min yong gao su gao jing du mu biao tan ce deng ying yong zhong ,ji guang ce ju ji tong de ce ju xing neng 、ti ji 、chong liang he cheng ben dou mian lin zhao ju da de tiao zhan 。wei ci ,ben wen zhen dui gao su ji guang ce ju ji shu zhan kai yan jiu ,yi zai shi xian da dong tai fan wei tan ce de tong shi ,you xiao jie jue xian you ji guang ce ju ji shu de gao cheng ben 、da ti ji 、di jing du deng wen ti 。shou xian ,lun wen gai shu le ji guang ce ju ji shu de guo nei wai yan jiu xian zhuang ,jie shao le shi xian ji guang ce ju de ji chong ji shu shou duan 。zai dui ge ji shu shou duan de gong zuo yuan li he te dian jin hang bi jiao fen xi de ji chu shang ,ben wen di chu le yi chong ji yu gao su mai chong diao zhi he hui bo cai yang de ji guang ce ju ji shu 。ji ci ,lun wen tong guo dui ji guang lei da zuo yong fang cheng de tui dao ,fen xi le ji guang ce ju xing neng de ying xiang yin su ,ming que le ji yu gao su mai chong diao zhi he hui bo cai yang de ji guang ce ju ji tong de ju ti she ji fang an 。zhen dui ce ju ji tong de shi ji zhi biao xu qiu ,que ding le ji tong zhong guang xue ji tong de she ji can shu he guan jian qi jian de xing hao ,bing wan cheng le ji tong ying jian she ji ji ge chan yuan dian lu de she ji 。wei le shi xian da dong tai fan wei ce ju ,lun wen she ji de ji guang ce ju ji tong cai yong gao ling min du chan guang zi tan ce qi MPPC(Multi-Pixel Photon Counter)jin hang hui bo xin hao guang de tan ce 。gai tan ce qi ju you ling min du gao he duo hui bo guang zi xin hao lei jia shu chu de te xing ,shi di gao ji tong ce ju neng li de chong yao wu li ji chu 。zai xin hao chu li bu fen ,ce ju ji tong jie zhu gao su xin hao cai ji ji shu shi xian le hui bo xin hao de quan bo xing cai ji ,bing tong guo hui bo bo xing de duo ci lei jia chu li ,you xiao xiao chu le dou dong zao sheng de ying xiang ,bi mian le dian lu dou dong deng zao cheng de ju li ji suan pian cha 。jie zhu shang sheng yan /xia jiang yan yu zhi pan duan fa ,que ding le hui bo xin hao de feng zhi wei zhi ,xiao chu le hui bo xin hao fu zhi pian cha er dao zhi de hui bo xin hao dao da shi ke de wu pan duan ,jin er wei gao jing du ju li xin xi de huo qu di gong le bao zheng 。zai wan cheng ji tong ruan ying jian she ji de ji chu shang ,ji yu xiang guan ji tong can shu ,lun wen dui ce ju ji tong de xing neng jin hang le li lun fen xi he yan zheng ,dui ji tong de ce ju neng li he ce liang wu cha jin hang le fen xi 。zui hou ,jie shao le ji guang ce ju shi yan ping tai ,bing kai zhan le ju li ce liang shi yan yan jiu 。shi yan jie guo biao ming ,lun wen she ji de ce ju ji tong de ce ju dong tai fan wei wei 10~7,ce ju jing du wei 0.6mm;ji tong zai shi xian yuan ju li mu biao tan ce de tong shi ,neng gou jian gu jin ju li gao jing du ce ju de xu qiu ,ju shi ji jie guo yu li lun fen xi jie lun wen ge 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东华大学的马建平,发表于刊物东华大学2019-09-23论文,是一篇关于激光测距论文,单光子探测器论文,多回波光子信号累加论文,大动态范围论文,东华大学2019-09-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东华大学2019-09-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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