本文關(guān)鍵詞：基于差分光路的掃描式激光三維成像關(guān)鍵技術(shù)研究　出處：《北京理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 激光三維成像 光路差分測距 MOEMS掃描

【摘要】：激光三維成像以原理簡單、主動非接觸探測、信息豐富等優(yōu)勢在航空、航天、環(huán)境監(jiān)控、地質(zhì)測繪、數(shù)字城市建模等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前的激光三維成像基本都是在激光測距的基礎(chǔ)上通過一定的成像方式來進(jìn)行探測,對比國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,我國主要存在測距精度較低、成像分辨率與成像效率不高且無法獲取大面陣APD探測器的問題,針對這些問題,本文設(shè)計了一種基于差分光路回波接收與MOEMS掃描成像相結(jié)合的激光三維成像系統(tǒng),在提高系統(tǒng)測距精度與成像效率方面做了一些有益探索,具體完成了兩方面的工作：1.分析現(xiàn)有激光測距方法,選擇適用于激光三維成像的脈沖法作為本文距離信息的獲取方式,分析脈沖法精度不高的原因,主要是回波時刻鑒別精度不高,課題組提出一種基于差分光路方法的脈沖激光測距方法,該方法通過雙通道接收回波并進(jìn)行差分處理,將傳統(tǒng)的峰值時刻鑒別轉(zhuǎn)化為過零點(diǎn)時刻鑒別,能夠提高系統(tǒng)靈敏度,抑制背景噪聲,從而提高信噪比,提高測距精度。在理論與仿真分析下,設(shè)計并搭建了實(shí)際的測距系統(tǒng),首先驗(yàn)證了最佳靈敏度與差分距離的關(guān)系。在最佳靈敏度條件下,通過實(shí)驗(yàn)對比傳統(tǒng)方法與光路差分方法的測距結(jié)果,在相同背景噪聲情況下,基于光路差分方法的測距誤差的均方根由95mm減小至70mm,降低至73.7%。2. MOEMS以其體積小、精度高、速率快等優(yōu)勢是下一代激光三維成像掃描技術(shù)的發(fā)展方向,本文在研究MOEMS工作機(jī)理的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于MOEMS掃描器件的掃描激光三維成像系統(tǒng),配置了MOEMS硬件及外圍控制電路,對掃描控制算法進(jìn)行了研究與設(shè)計,設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)并搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),基于該系統(tǒng)進(jìn)行了三維掃描成像實(shí)驗(yàn),通過調(diào)節(jié)掃描步長,能夠獲取目標(biāo)清晰圖像,為提高激光三維系統(tǒng)成像效率做了有益探索。
[Abstract]:Laser three - dimensional imaging is widely used in the fields of aviation , aerospace , environment monitoring , geological mapping and digital city modeling . MOEMS is the developing direction of the next generation laser three - dimensional imaging scanning technology with the advantages of small volume , high precision and fast rate . Based on the research of MOEMS working mechanism , a scanning laser three - dimensional imaging system based on MOEMS scanning device is designed , the MOEMS hardware and the peripheral control circuit are designed , the scanning control algorithm is researched and designed , the mechanical structure is designed and the experimental system is built , and the target clear image can be obtained by adjusting the scanning step size , so as to improve the imaging efficiency of the laser three - dimensional system .

【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN249
，

本文編號：1386872