高精度相位测距系统硬件研究与设计

发布时间：2021-09-08 09:41

　　在激光三维测量领域,当前国内仍主要以脉冲激光扫描方式为主,且没有相关国内厂商研发出基于人眼安全级别、每秒百万次、毫米级精度相位式激光扫描仪。在此背景下,论文提出了在采用人眼安全级别的1550nm波段激光器基础上,利用欠采样技术简化系统设计,提出了一种高速、高精度相位激光测距系统的设计方案。论文“高精度相位测距系统硬件研究与设计”的目的是在相位法激光测距的原理的基础上,设计出一种安全、快速、高精度的双频相位式激光测距硬件系统,试图对当前国内在相位式激光测距技术中对发射激光光强过强易伤人眼、测量速度较慢、雪崩光电二极管（APD）易受温度影响而导致的非线性等亟待解决的问题提供一种解决模式,使整体相位激光测距硬件系统实现高精度、每秒百万次点的快速测量,能够在航空航天、文物测量、精密仪器制造等领域得到更加广泛的应用。本课题所涉及成果与问题主要涵盖以下几个方面:1、针对人眼安全问题,论文中采用对人眼安全的1550nm激光波段,通过双频测尺同时调制来驱动1550nm半导体激光器,使激光发射功率达到了一级激光安全标准,这样可以有效提高相位式激光测距系统安全性。2、针对雪崩光电二极管（APD）的反向击穿... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

107MHz正弦信号未加重构滤波器频域

21(b) 107MHz 正弦信号未加重构滤波器时域图图3.6 AD9959 未加滤波器输出信号仿真图从上图 3.6(b)时域信号图可以看出，AD9959 在直接输出 107MHz 正弦信号时，信号并不纯净而是呈阶梯状；而从图 3.6(a)频域看，107MHz 信号中含有 DAC 镜像、谐波即 PPT 杂散，因此信号需要重构滤波器进行滤波光滑处理。图 3.7 为 107MHz 正弦信号在加重构滤波器后仿真的时域和频域图，可以从图中看出，107MHz 经过低通滤波器滤波后，信号变得光滑干净，DAC 镜像和谐波得到了有效的抑制。

107MHz正弦信号加重构滤波器频域

【参考文献】：
期刊论文
[1]设计开关电源中使用的二级输出滤波器[J]. Kevin M.Tompsett.  今日电子. 2016(11)
[2]一种基于相位测量的快速高精度大范围的激光测距法[J]. 郑大青,陈伟民,陈丽,李存龙.  光电子·激光. 2015(02)
[3]基于双频测尺的大尺寸空间激光测距方法研究[J]. 张云雷,张珂殊,邵永社,李孟麟.  计算机技术与发展. 2015(03)
[4]应用欠采样原理提高相位式激光测距精度[J]. 孙懋珩,赵雯.  红外与激光工程. 2009(01)

博士论文
[1]多频调制的相位法激光测距中若干关键技术研究[D]. 贾方秀.哈尔滨工业大学 2010

硕士论文
[1]相位式高速激光测距光路与鉴相技术研究[D]. 马强.中国航天科技集团公司第一研究院 2018
[2]基于FPGA+ARM的多源图像融合技术研究[D]. 赵冰洁.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014



本文编号：3390561