近距離動態(tài)目標(biāo)脈沖激光測距機(jī)的理論與實驗研究
發(fā)布時間:2022-01-13 13:26
目前,脈沖激光測距正朝近距離、快速測量方向發(fā)展。為了提高對動態(tài)目標(biāo)的測量精度,文中以理論分析與實驗研究相結(jié)合的方式對近距離脈沖激光測距進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容為:理論方面,通過研究近距離高重頻脈沖激光測距的激光發(fā)射過程、激光傳輸過程、激光接收過程和飛行時間提取過程等,分別建立了針對靜態(tài)目標(biāo)和針對動態(tài)目標(biāo)的近距離高重頻脈沖激光測距物理模型。針對靜態(tài)目標(biāo)的近距離高重頻脈沖激光測距模型,對待測目標(biāo)表面激光反射特性、待測目標(biāo)與激光測距的夾角以及待測目標(biāo)與激光測距的距離進(jìn)行相關(guān)的理論仿真。在此基礎(chǔ)上,針對動態(tài)目標(biāo)的近距離高重頻脈沖激光測距模型,對待測目標(biāo)的移動速度、待測目標(biāo)表面激光反射特性以及待測目標(biāo)與激光距離之間的初始距離進(jìn)行相關(guān)的理論仿真。實驗方面,本文進(jìn)行脈沖激光測距的系統(tǒng)設(shè)計,主要包括激光發(fā)射單元、激光接收單元以及激光時間提取單元等單元。設(shè)計完成近距離脈沖激光測距系統(tǒng)并針對靜態(tài)目標(biāo)和動態(tài)目標(biāo)分別進(jìn)行了實驗研究。針對靜態(tài)目標(biāo),對待測目標(biāo)表面激光反射特性、待測目標(biāo)與激光測距的夾角以及待測目標(biāo)與激光測距系統(tǒng)之間的距離對激光測距影響的進(jìn)行相關(guān)的實驗研究。針對動態(tài)目標(biāo),對待測目標(biāo)的移動速度、待測目標(biāo)...
【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:57 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
AN/GVS-5型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
圖 1.4AN/GV S-5 型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖公司推出了最大測距距離為 100 項重要科技成果之一。眼安全的半導(dǎo)體激光測距技峰值功率為 l0W、脈沖寬度標(biāo)的激光測距機(jī)研究[6]。月球探測器 LOLA,測距精距儀,測量量程為 100m~1實物圖如圖 1.5。
近距離目標(biāo)高重頻脈沖激光測距系統(tǒng)實驗系統(tǒng)模型圖如圖 3.1。圖 3.1 實驗系統(tǒng)模型圖3.1 近距離目標(biāo)高重頻脈沖激光測距系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)近距離目標(biāo)高重頻脈沖激光測距系統(tǒng)主要由激光發(fā)射單元、激光接收單元、時間提取單元和主控單元組成,整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 3.2。激光發(fā)射單元由激光脈沖電源、激光器以及發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)組成。主控部分控制脈沖激光電源的儲存能量和釋放能量,激光器收到激光電源釋放能量開始發(fā)光。激光器發(fā)出脈沖激光經(jīng)過光學(xué)發(fā)射系統(tǒng)對光斑以及光束質(zhì)量調(diào)整后輸出[28]。激光接收單元主要由接收光學(xué)部分、光電轉(zhuǎn)換器以及后級信號調(diào)理部分組成。工作時,光學(xué)接收系統(tǒng)接收到由待測目標(biāo)表面反射的回波光信號并將激光匯聚至光電轉(zhuǎn)換器的光敏面,光電轉(zhuǎn)換器將接收回波光信號轉(zhuǎn)換為電信號,再由后級信號調(diào)理部分將信號調(diào)整至?xí)r間提取單元可解析范圍。時間提取單元主要由信號整形部分和時間采集部分組成。信號整形部分接收到激光接收部分傳輸電信號,調(diào)理信號至合適的范圍,并由時間采集部分采集激光飛行時間,并將數(shù)據(jù)傳輸至主控芯片部分。主控單元主要是對各部分進(jìn)行控?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高精度多脈沖激光測距回波檢測技術(shù)[J]. 高瑋,馬世偉,段園園. 應(yīng)用光學(xué). 2018(01)
[2]Detection probability for six laser range-finders of the rotating rocket[J]. 郭澤榮,李洛,李元. Journal of Beijing Institute of Technology. 2016(01)
[3]脈沖激光測距時刻鑒別方法的研究[J]. 紀(jì)榮祎,趙長明,任學(xué)成. 紅外. 2010(11)
[4]Development of an Accurate Low-cost Ultrasonic Localization System for Autonomous Mobile Robots in Indoor Environments[J]. Yong-hwi KIM,Ui-kyu SONG,Byung-kook KIM. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2010(01)
[5]脈沖激光測距系統(tǒng)的仿真檢測技術(shù)[J]. 馮龍齡. 紅外與激光工程. 2003(02)
[6]脈沖激光測距儀雪崩光電探測器最佳工作狀態(tài)和接收靈敏度研究[J]. 譚顯裕. 光電子技術(shù). 2001(02)
博士論文
[1]脈沖激光近程定距系統(tǒng)設(shè)計理論及應(yīng)用研究[D]. 張祥金.南京理工大學(xué) 2007
[2]脈沖半導(dǎo)體激光器高速三維成像激光雷達(dá)研究[D]. 胡春生.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]脈沖式激光測距儀的研究與設(shè)計[D]. 周宇.華中師范大學(xué) 2016
[2]脈沖式與相位式相結(jié)合的激光測距系統(tǒng)研究[D]. 寧暉.北京化工大學(xué) 2015
[3]低成本小型脈沖激光測距系統(tǒng)設(shè)計[D]. 陳昭.西安工業(yè)大學(xué) 2015
[4]高精度脈沖激光測距系統(tǒng)的研究設(shè)計[D]. 蔣錢.南京信息工程大學(xué) 2015
[5]基于激光測距的三維空間景深獲取[D]. 張曉龍.東南大學(xué) 2015
[6]脈沖式激光測距系統(tǒng)的設(shè)計及研究[D]. 李巍.北京化工大學(xué) 2014
[7]脈沖激光測距機(jī)的研究[D]. 甄文慶.南京理工大學(xué) 2014
[8]脈沖式激光測距儀的硬件設(shè)計[D]. 孫興信.電子科技大學(xué) 2014
[9]脈沖式激光測距系統(tǒng)研究[D]. 蔡紅霞.西安工業(yè)大學(xué) 2014
[10]窄脈沖激光探測與測距技術(shù)研究[D]. 楊凱強(qiáng).西安工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3586519
【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:57 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
AN/GVS-5型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
圖 1.4AN/GV S-5 型內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖公司推出了最大測距距離為 100 項重要科技成果之一。眼安全的半導(dǎo)體激光測距技峰值功率為 l0W、脈沖寬度標(biāo)的激光測距機(jī)研究[6]。月球探測器 LOLA,測距精距儀,測量量程為 100m~1實物圖如圖 1.5。
近距離目標(biāo)高重頻脈沖激光測距系統(tǒng)實驗系統(tǒng)模型圖如圖 3.1。圖 3.1 實驗系統(tǒng)模型圖3.1 近距離目標(biāo)高重頻脈沖激光測距系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)近距離目標(biāo)高重頻脈沖激光測距系統(tǒng)主要由激光發(fā)射單元、激光接收單元、時間提取單元和主控單元組成,整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 3.2。激光發(fā)射單元由激光脈沖電源、激光器以及發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)組成。主控部分控制脈沖激光電源的儲存能量和釋放能量,激光器收到激光電源釋放能量開始發(fā)光。激光器發(fā)出脈沖激光經(jīng)過光學(xué)發(fā)射系統(tǒng)對光斑以及光束質(zhì)量調(diào)整后輸出[28]。激光接收單元主要由接收光學(xué)部分、光電轉(zhuǎn)換器以及后級信號調(diào)理部分組成。工作時,光學(xué)接收系統(tǒng)接收到由待測目標(biāo)表面反射的回波光信號并將激光匯聚至光電轉(zhuǎn)換器的光敏面,光電轉(zhuǎn)換器將接收回波光信號轉(zhuǎn)換為電信號,再由后級信號調(diào)理部分將信號調(diào)整至?xí)r間提取單元可解析范圍。時間提取單元主要由信號整形部分和時間采集部分組成。信號整形部分接收到激光接收部分傳輸電信號,調(diào)理信號至合適的范圍,并由時間采集部分采集激光飛行時間,并將數(shù)據(jù)傳輸至主控芯片部分。主控單元主要是對各部分進(jìn)行控?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高精度多脈沖激光測距回波檢測技術(shù)[J]. 高瑋,馬世偉,段園園. 應(yīng)用光學(xué). 2018(01)
[2]Detection probability for six laser range-finders of the rotating rocket[J]. 郭澤榮,李洛,李元. Journal of Beijing Institute of Technology. 2016(01)
[3]脈沖激光測距時刻鑒別方法的研究[J]. 紀(jì)榮祎,趙長明,任學(xué)成. 紅外. 2010(11)
[4]Development of an Accurate Low-cost Ultrasonic Localization System for Autonomous Mobile Robots in Indoor Environments[J]. Yong-hwi KIM,Ui-kyu SONG,Byung-kook KIM. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2010(01)
[5]脈沖激光測距系統(tǒng)的仿真檢測技術(shù)[J]. 馮龍齡. 紅外與激光工程. 2003(02)
[6]脈沖激光測距儀雪崩光電探測器最佳工作狀態(tài)和接收靈敏度研究[J]. 譚顯裕. 光電子技術(shù). 2001(02)
博士論文
[1]脈沖激光近程定距系統(tǒng)設(shè)計理論及應(yīng)用研究[D]. 張祥金.南京理工大學(xué) 2007
[2]脈沖半導(dǎo)體激光器高速三維成像激光雷達(dá)研究[D]. 胡春生.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]脈沖式激光測距儀的研究與設(shè)計[D]. 周宇.華中師范大學(xué) 2016
[2]脈沖式與相位式相結(jié)合的激光測距系統(tǒng)研究[D]. 寧暉.北京化工大學(xué) 2015
[3]低成本小型脈沖激光測距系統(tǒng)設(shè)計[D]. 陳昭.西安工業(yè)大學(xué) 2015
[4]高精度脈沖激光測距系統(tǒng)的研究設(shè)計[D]. 蔣錢.南京信息工程大學(xué) 2015
[5]基于激光測距的三維空間景深獲取[D]. 張曉龍.東南大學(xué) 2015
[6]脈沖式激光測距系統(tǒng)的設(shè)計及研究[D]. 李巍.北京化工大學(xué) 2014
[7]脈沖激光測距機(jī)的研究[D]. 甄文慶.南京理工大學(xué) 2014
[8]脈沖式激光測距儀的硬件設(shè)計[D]. 孫興信.電子科技大學(xué) 2014
[9]脈沖式激光測距系統(tǒng)研究[D]. 蔡紅霞.西安工業(yè)大學(xué) 2014
[10]窄脈沖激光探測與測距技術(shù)研究[D]. 楊凱強(qiáng).西安工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3586519
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