大带宽双扫频激光测距技术研究
发布时间：2021-04-17 08:27
扫频干涉测量是一种理想的大尺寸的绝对距离测量方法,具备高精度、非合作目标测量能力和不存在测距盲区的优势,通过增加扫频带宽,可以获得很高的测距分辨率和精度,且由于采用外差干涉测量技术,可获得较高的测量信噪比。本文主要研究了双外腔激光器扫频干涉绝对距离测量技术,提出了两种方案分别完成对目标的静态测量和动态测量,并通过仿真验证了两种实验方案的可行性,最终搭建了实验系统,验证了其测量精度和振动抑制效果。前期仿真中,本文提出通过双外腔可调谐激光器大带宽反向啁啾同步扫频干涉测量,消除多普勒效应引起的动态误差,同时提出基于信号混频等频率间隔重采样同步校正双向扫频非线性的方案,解决双外腔可调谐激光器扫频非线性不一致难以同步校正的问题,实现高精度动态扫频干涉测量。分别对振动目标与运动目标进行了仿真测距分析,验证了以上方法的有效性,同时对比了本文提出的方法与现有方法在不同信噪比下的测距精度,结果表明本文所提方法在非合作目标测量能力上具有明显优势。针对运动目标,本文提出了一种提取信号相位的方法完成了对于目标位移的测量,并且通过对运动目标进行仿真验证了这一方案。后期实验系统搭建时,编写了双激光器同步触发控制软...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光扫频干涉的应用
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文离干涉测量，这种方法消除了目标本身振动引起的拍频的漂移[29]。器的非线性需要提取辅助干涉仪的相位，而采用普通高通滤波电路的相位失真，为了解决这一问题文章提出了一种移相 90°的方式从高通滤波时可能会产生的相位漂移。
图 1-2 双激光器扫频干涉结构示意图[29] 年，美国的 Sven Nyberg 等人提出了双激光扫描干涉的高方法，实验结构示意图如图 1-3 所示，在文章中，他们通率扫描时产生的干涉条纹进行计数来确定绝对距离[30]。其精度法布里-珀罗干涉仪用于确定扫描过程中的频率变化描方向的双激光器，结合多距离测量技术来消除漂移误差干涉条纹不确定性。他们在实际测量中，在 0.41m 的测距2μm 的精度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲激光雷达变频测距技术理论研究[J]. 邓全,马敏,李丽. 激光与红外. 2014(06)
[2]目标表面对FMCW激光雷达拍频信号的影响分析[J]. 杨德钊,宋凝芳,林志立,欧攀. 北京航空航天大学学报. 2011(09)
[3]线性调频连续波激光雷达信号处理研究[J]. 张海洋,赵长明,杨苏辉,符铭铄. 兵工学报. 2010(S2)
[4]FM/cw激光雷达系统设计与实验研究[J]. 赵继广,张智铨,邓陈. 装备指挥技术学院学报. 2009(03)
[5]基于调频连续波原理的三维成像激光雷达系统[J]. 宦克为,郑峰,石晓光,庞博,赵青义. 长春理工大学学报(自然科学版). 2008(04)
[6]四路激光跟踪柔性坐标系统绝对零位标定[J]. 王婷,裘祖荣,李杏华. 中国机械工程. 2008(09)
[7]激光跟踪测距方法及其应用的研究[J]. 谢驰,周肇飞,蔡鹏,张涛. 兵工学报. 2007(11)
[8]测量大型机件的精密测距仪[J]. 赵武,张涛,周肇飞,黄伟,尹伯彪. 四川大学学报(工程科学版). 2006(05)
[9]四路激光跟踪柔性坐标测量系统的跟踪器设计[J]. 隋修武,张国雄,李杏华,刘欣丽. 仪器仪表学报. 2005(12)
[10]多边法激光三维坐标测量系统及其跟踪机构设计[J]. 赵树忠,张国雄. 现代制造工程. 2005(10)
博士论文
[1]FM/cw激光成像雷达中的大功率激光调制系统及技术研究[D]. 姜鹏.哈尔滨工业大学 2010
[2]FMCW液位测量雷达系统设计及高精度测距原理研究[D]. 齐国清.大连海事大学 2001
硕士论文
[1]电流调谐半导体激光器绝对距离测量技术研究[D]. 张浩.哈尔滨工业大学 2016
[2]FM/cw激光雷达关键技术研究[D]. 尤光茹.哈尔滨工业大学 2011
[3]LFMCW雷达信号处理软硬件设计[D]. 李石.西安电子科技大学 2010
本文编号：3143133
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光扫频干涉的应用
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文离干涉测量，这种方法消除了目标本身振动引起的拍频的漂移[29]。器的非线性需要提取辅助干涉仪的相位，而采用普通高通滤波电路的相位失真，为了解决这一问题文章提出了一种移相 90°的方式从高通滤波时可能会产生的相位漂移。
图 1-2 双激光器扫频干涉结构示意图[29] 年，美国的 Sven Nyberg 等人提出了双激光扫描干涉的高方法，实验结构示意图如图 1-3 所示，在文章中，他们通率扫描时产生的干涉条纹进行计数来确定绝对距离[30]。其精度法布里-珀罗干涉仪用于确定扫描过程中的频率变化描方向的双激光器，结合多距离测量技术来消除漂移误差干涉条纹不确定性。他们在实际测量中，在 0.41m 的测距2μm 的精度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲激光雷达变频测距技术理论研究[J]. 邓全,马敏,李丽. 激光与红外. 2014(06)
[2]目标表面对FMCW激光雷达拍频信号的影响分析[J]. 杨德钊,宋凝芳,林志立,欧攀. 北京航空航天大学学报. 2011(09)
[3]线性调频连续波激光雷达信号处理研究[J]. 张海洋,赵长明,杨苏辉,符铭铄. 兵工学报. 2010(S2)
[4]FM/cw激光雷达系统设计与实验研究[J]. 赵继广,张智铨,邓陈. 装备指挥技术学院学报. 2009(03)
[5]基于调频连续波原理的三维成像激光雷达系统[J]. 宦克为,郑峰,石晓光,庞博,赵青义. 长春理工大学学报(自然科学版). 2008(04)
[6]四路激光跟踪柔性坐标系统绝对零位标定[J]. 王婷,裘祖荣,李杏华. 中国机械工程. 2008(09)
[7]激光跟踪测距方法及其应用的研究[J]. 谢驰,周肇飞,蔡鹏,张涛. 兵工学报. 2007(11)
[8]测量大型机件的精密测距仪[J]. 赵武,张涛,周肇飞,黄伟,尹伯彪. 四川大学学报(工程科学版). 2006(05)
[9]四路激光跟踪柔性坐标测量系统的跟踪器设计[J]. 隋修武,张国雄,李杏华,刘欣丽. 仪器仪表学报. 2005(12)
[10]多边法激光三维坐标测量系统及其跟踪机构设计[J]. 赵树忠,张国雄. 现代制造工程. 2005(10)
博士论文
[1]FM/cw激光成像雷达中的大功率激光调制系统及技术研究[D]. 姜鹏.哈尔滨工业大学 2010
[2]FMCW液位测量雷达系统设计及高精度测距原理研究[D]. 齐国清.大连海事大学 2001
硕士论文
[1]电流调谐半导体激光器绝对距离测量技术研究[D]. 张浩.哈尔滨工业大学 2016
[2]FM/cw激光雷达关键技术研究[D]. 尤光茹.哈尔滨工业大学 2011
[3]LFMCW雷达信号处理软硬件设计[D]. 李石.西安电子科技大学 2010
本文编号：3143133
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