高精度脉冲激光测距系统研究

发布时间：2020-02-25 10:11

【摘要】：脉冲式激光测距仪具有重复频率高、测量距离远、体积小、质量轻等特点。因此，在军事、测控、勘探、建筑等领域有着非常广泛的应用。论文研制了一种高精度的脉冲式激光测距系统。首先，分析了各种激光测距技术的工作原理以及主要特点。其次，设计采用半导体激光二极管设计实现了脉冲激光发射系统，得到峰值功率70W的905nm红外高峰值功率激光稳定输出。采用雪崩二极管（APD）设计实现了激光脉冲回波信号接收系统，并使用运算放大器对APD产生的光电流信号进行放大，实现了基本无失真放大。通过微小时间间隔测量芯片TDC-GP21与FPGA通讯，共同实现微小时间间隔测量系统。最后，进行实际电路调试，给出实验测试结果，并加以分析讨论。
【图文】：

脉冲激光测距,技术原理

（2）发射激光脉冲的脉度，发射脉冲质量与峰值功率对测距。激光脉宽越窄，峰值功率越大，越接近理想脉冲，测距效（3）激光脉冲接收电路的性能与探测器灵敏度均对测距系统由于激光回波信号一般情况下均非常微弱，因此，高灵敏度测距精度。同时，，光电探测器产生的光电信号需放大后才能，放大器的性能也对测距精度有着重要影响。另外，环境干扰（空气中的悬浮颗粒、雨雪、以及反射物等不平整特性引起的多径效应对系统精度也有影响。由于环境因此此类误差可以通过多次测量取平均值的方法消除。而多距较大，因此，通过设定结果范围进行筛选可以有效的减少。脉冲式激光测距技术的原理如图 2.1 所示

原理图,相位式,激光测距技术,原理图

图 2.2 相位式激光测距技术原理图制频率为 f，波长为 c /f，c 为光速，则发射与接收的相移 2 n 2 (n+ n)，n为正整数或 0， n为小数， n = / 2 为：( / 22D n ）2 可以看成是测尺，测相仪只能测量相位的变化，却不能测量。因此，式中n不能确定，导致 D 不能确定。只有当测尺长度
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN249

【参考文献】