相位式激光測距儀憑借測量范圍大、精度高、抗干擾能力強等優(yōu)勢,近年來被廣泛用于空間交會對接、航空航天和大尺寸非合作目標(biāo)三維形貌測量等領(lǐng)域,對我國的國防建設(shè)和國民經(jīng)濟具有非常重要的意義。目前國內(nèi)研制的相位式激光測距鑒相系統(tǒng)存在采樣頻率高、鑒相性能差、電路設(shè)計復(fù)雜等問題,無法保障對目標(biāo)的高精度測量。針對上述問題,本文提出欠采樣全相位譜分析鑒相法,提高系統(tǒng)的鑒相精度及穩(wěn)定性,在不丟失信號相位信息的前提下通過采樣頻率的降低,達到簡化系統(tǒng)電路,降低系統(tǒng)設(shè)計成本的目的。同時,基于FPGA設(shè)計欠采樣鑒相系統(tǒng),提高相位解算速度,為高速、高精度、低成本激光測距儀的研制提供理論及方法基礎(chǔ)。本文的主要研究工作如下:1.對影響測距精度的關(guān)鍵因素進行分析。在分析相位式激光測距中單頻測尺測距和多頻測尺測距的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本原理的基礎(chǔ)上,給出多頻測尺條件下調(diào)制頻率之間需要滿足的銜接條件,對影響測距精度的關(guān)鍵因素進行分析。2.提出用于相位式激光測距的欠采樣鑒相方法。本文提出使用欠采樣的方法對高頻信號進行采樣,在保障系統(tǒng)測量精度的前提下降低系統(tǒng)采樣頻率,減小處理器的運算負(fù)擔(dān),降低系統(tǒng)硬件成本。提出欠采樣全相位譜分析鑒相法,...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3-1欠采樣獲得的信號時域波形

第3章用于相位式激光測距的欠采樣鑒相方法研究第3章用于相位式激光測距的欠采樣鑒相方法研究由相位式激光測距的基本原理及對影響測距精度關(guān)鍵因素的分析可知，在相位式激光測距系統(tǒng)中，對高頻發(fā)射信號和回波信號相位信息的解算性能直接決定系統(tǒng)的測距精度。目前的相位式激光測距鑒相系統(tǒng)存在系統(tǒng)采樣....

圖3-3采樣頻率對鑒相精度的影響

第3章用于相位式激光測距的欠采樣鑒相方法研究1MHz~100MHz變化，步進值為1MHz；雙路信號相位差為150°；采樣點數(shù)為8192點。不同采樣頻率下的鑒相絕對誤差如圖3-3所示。圖3-3采樣頻率對鑒相精度的影響Fig.3-3Effectofsamplingfrequencyo....

圖3-7傳統(tǒng)FFT與全相位FFT的振幅和相位圖

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文被測信號的初始相位，即為中心采樣點x(0)的相位值，而通過普通的DFT運算，在非整周期采樣時求得信號的相位kt≠，總有一定的相位偏差，信號在經(jīng)過全相位預(yù)處理后獲得了其他算法不具備的鑒相性能“初始相位不變性”，對預(yù)處理的信號進行DFT變換后，無需通過校....

圖3-10不同信噪比下的鑒相誤差Fig.3-10PhasedetectionerrorsatdifferentSNR

第3章用于相位式激光測距的欠采樣鑒相方法研究3.3欠采樣全相位譜分析鑒相法性能分析為研究在欠采樣條件下本文提出的全相位譜分析鑒相法的鑒相性能，本文基于MATLAB搭建仿真測試環(huán)境，并和DFT鑒相法、能量重心鑒相法、比值鑒相法的鑒相性能進行對比分析。對鑒相性能的分析主要包括：白噪聲....

本文編號：3896405