近距离动态目标脉冲激光测距机的理论与实验研究
发布时间：2022-01-13 13:26
目前,脉冲激光测距正朝近距离、快速测量方向发展。为了提高对动态目标的测量精度,文中以理论分析与实验研究相结合的方式对近距离脉冲激光测距进行研究。主要研究内容为:理论方面,通过研究近距离高重频脉冲激光测距的激光发射过程、激光传输过程、激光接收过程和飞行时间提取过程等,分别建立了针对静态目标和针对动态目标的近距离高重频脉冲激光测距物理模型。针对静态目标的近距离高重频脉冲激光测距模型,对待测目标表面激光反射特性、待测目标与激光测距的夹角以及待测目标与激光测距的距离进行相关的理论仿真。在此基础上,针对动态目标的近距离高重频脉冲激光测距模型,对待测目标的移动速度、待测目标表面激光反射特性以及待测目标与激光距离之间的初始距离进行相关的理论仿真。实验方面,本文进行脉冲激光测距的系统设计,主要包括激光发射单元、激光接收单元以及激光时间提取单元等单元。设计完成近距离脉冲激光测距系统并针对静态目标和动态目标分别进行了实验研究。针对静态目标,对待测目标表面激光反射特性、待测目标与激光测距的夹角以及待测目标与激光测距系统之间的距离对激光测距影响的进行相关的实验研究。针对动态目标,对待测目标的移动速度、待测目标...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AN/GVS-5型内部结构图
图 1.4AN/GV S-5 型内部结构图公司推出了最大测距距离为 100 项重要科技成果之一。眼安全的半导体激光测距技峰值功率为 l0W、脉冲宽度标的激光测距机研究[6]。月球探测器 LOLA，测距精距仪，测量量程为 100m~1实物图如图 1.5。
近距离目标高重频脉冲激光测距系统实验系统模型图如图 3.1。图 3.1 实验系统模型图3.1 近距离目标高重频脉冲激光测距系统总体结构近距离目标高重频脉冲激光测距系统主要由激光发射单元、激光接收单元、时间提取单元和主控单元组成，整体系统结构框图如图 3.2。激光发射单元由激光脉冲电源、激光器以及发射光学系统组成。主控部分控制脉冲激光电源的储存能量和释放能量，激光器收到激光电源释放能量开始发光。激光器发出脉冲激光经过光学发射系统对光斑以及光束质量调整后输出[28]。激光接收单元主要由接收光学部分、光电转换器以及后级信号调理部分组成。工作时，光学接收系统接收到由待测目标表面反射的回波光信号并将激光汇聚至光电转换器的光敏面，光电转换器将接收回波光信号转换为电信号，再由后级信号调理部分将信号调整至时间提取单元可解析范围。时间提取单元主要由信号整形部分和时间采集部分组成。信号整形部分接收到激光接收部分传输电信号，调理信号至合适的范围，并由时间采集部分采集激光飞行时间，并将数据传输至主控芯片部分。主控单元主要是对各部分进行控?
【参考文献】：
期刊论文
[1]高精度多脉冲激光测距回波检测技术[J]. 高玮,马世伟,段园园. 应用光学. 2018(01)
[2]Detection probability for six laser range-finders of the rotating rocket[J]. 郭泽荣,李洛,李元. Journal of Beijing Institute of Technology. 2016(01)
[3]脉冲激光测距时刻鉴别方法的研究[J]. 纪荣祎,赵长明,任学成. 红外. 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]脉冲激光测距系统的仿真检测技术[J]. 冯龙龄. 红外与激光工程. 2003(02)
[6]脉冲激光测距仪雪崩光电探测器最佳工作状态和接收灵敏度研究[J]. 谭显裕. 光电子技术. 2001(02)
博士论文
[1]脉冲激光近程定距系统设计理论及应用研究[D]. 张祥金.南京理工大学 2007
[2]脉冲半导体激光器高速三维成像激光雷达研究[D]. 胡春生.国防科学技术大学 2005
硕士论文
[1]脉冲式激光测距仪的研究与设计[D]. 周宇.华中师范大学 2016
[2]脉冲式与相位式相结合的激光测距系统研究[D]. 宁晖.北京化工大学 2015
[3]低成本小型脉冲激光测距系统设计[D]. 陈昭.西安工业大学 2015
[4]高精度脉冲激光测距系统的研究设计[D]. 蒋钱.南京信息工程大学 2015
[5]基于激光测距的三维空间景深获取[D]. 张晓龙.东南大学 2015
[6]脉冲式激光测距系统的设计及研究[D]. 李巍.北京化工大学 2014
[7]脉冲激光测距机的研究[D]. 甄文庆.南京理工大学 2014
[8]脉冲式激光测距仪的硬件设计[D]. 孙兴信.电子科技大学 2014
[9]脉冲式激光测距系统研究[D]. 蔡红霞.西安工业大学 2014
[10]窄脉冲激光探测与测距技术研究[D]. 杨凯强.西安工业大学 2014
本文编号：3586519
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AN/GVS-5型内部结构图
图 1.4AN/GV S-5 型内部结构图公司推出了最大测距距离为 100 项重要科技成果之一。眼安全的半导体激光测距技峰值功率为 l0W、脉冲宽度标的激光测距机研究[6]。月球探测器 LOLA，测距精距仪，测量量程为 100m~1实物图如图 1.5。
近距离目标高重频脉冲激光测距系统实验系统模型图如图 3.1。图 3.1 实验系统模型图3.1 近距离目标高重频脉冲激光测距系统总体结构近距离目标高重频脉冲激光测距系统主要由激光发射单元、激光接收单元、时间提取单元和主控单元组成，整体系统结构框图如图 3.2。激光发射单元由激光脉冲电源、激光器以及发射光学系统组成。主控部分控制脉冲激光电源的储存能量和释放能量，激光器收到激光电源释放能量开始发光。激光器发出脉冲激光经过光学发射系统对光斑以及光束质量调整后输出[28]。激光接收单元主要由接收光学部分、光电转换器以及后级信号调理部分组成。工作时，光学接收系统接收到由待测目标表面反射的回波光信号并将激光汇聚至光电转换器的光敏面，光电转换器将接收回波光信号转换为电信号，再由后级信号调理部分将信号调整至时间提取单元可解析范围。时间提取单元主要由信号整形部分和时间采集部分组成。信号整形部分接收到激光接收部分传输电信号，调理信号至合适的范围，并由时间采集部分采集激光飞行时间，并将数据传输至主控芯片部分。主控单元主要是对各部分进行控?
【参考文献】：
期刊论文
[1]高精度多脉冲激光测距回波检测技术[J]. 高玮,马世伟,段园园. 应用光学. 2018(01)
[2]Detection probability for six laser range-finders of the rotating rocket[J]. 郭泽荣,李洛,李元. Journal of Beijing Institute of Technology. 2016(01)
[3]脉冲激光测距时刻鉴别方法的研究[J]. 纪荣祎,赵长明,任学成. 红外. 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]脉冲激光测距系统的仿真检测技术[J]. 冯龙龄. 红外与激光工程. 2003(02)
[6]脉冲激光测距仪雪崩光电探测器最佳工作状态和接收灵敏度研究[J]. 谭显裕. 光电子技术. 2001(02)
博士论文
[1]脉冲激光近程定距系统设计理论及应用研究[D]. 张祥金.南京理工大学 2007
[2]脉冲半导体激光器高速三维成像激光雷达研究[D]. 胡春生.国防科学技术大学 2005
硕士论文
[1]脉冲式激光测距仪的研究与设计[D]. 周宇.华中师范大学 2016
[2]脉冲式与相位式相结合的激光测距系统研究[D]. 宁晖.北京化工大学 2015
[3]低成本小型脉冲激光测距系统设计[D]. 陈昭.西安工业大学 2015
[4]高精度脉冲激光测距系统的研究设计[D]. 蒋钱.南京信息工程大学 2015
[5]基于激光测距的三维空间景深获取[D]. 张晓龙.东南大学 2015
[6]脉冲式激光测距系统的设计及研究[D]. 李巍.北京化工大学 2014
[7]脉冲激光测距机的研究[D]. 甄文庆.南京理工大学 2014
[8]脉冲式激光测距仪的硬件设计[D]. 孙兴信.电子科技大学 2014
[9]脉冲式激光测距系统研究[D]. 蔡红霞.西安工业大学 2014
[10]窄脉冲激光探测与测距技术研究[D]. 杨凯强.西安工业大学 2014
本文编号：3586519
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