基于双探测器的手持式激光测距仪系统设计与实现
本文选题:手持式激光测距仪 + 相位测量 ; 参考:《中南大学学报(自然科学版)》2015年08期
【摘要】:针对传统激光测距仪测距精度低、成本高以及速度慢等问题,设计一种基于双探测器的手持式激光测距仪。该测距仪使用分束镜实现光路内校准,设计检相电路将信号相位转变为带有相位信息的直流电平,并使用CORDIC数字计算方法求解相位,最后应用基于超定方程组的测距解模糊算法求解待测距离,对3台双探测器测距仪和2台K60测距仪以精度0.18 mm进行测距比较试验。研究结果表明:与传统测距仪相比,光路内校准可以消除电路附加相移,检相算法简单快速,解模糊避免对最优距离的搜索,因此提高了测距精度和测距速度。在0~60 m的测程内,3台双探测器测距仪的平均测距时间小于1.8 s,平均测量误差小于2 mm,测量标准差小于1 mm。与K60系列测距仪相比,双探测器测距仪测距精度和测距速度都有较大提升,验证了该设计方案的可靠性。
[Abstract]:Aiming at the problems of low precision, high cost and slow speed of traditional laser rangefinder, a hand-held laser rangefinder based on two detectors is designed. The range finder uses beam splitter mirror to realize the calibration in optical path. The phase detection circuit is designed to change the phase of the signal into a DC level with phase information, and the phase is solved by Cordic digital calculation method. Finally, the distance to be measured is solved by using the fuzzy algorithm of ranging solution based on overdetermined equations, and the distance measurement comparison experiments are carried out on three dual-detector rangefinders and two K60 rangefinders with an accuracy of 0.18 mm. The results show that compared with the traditional rangefinder, the optical in-road calibration can eliminate the additional phase shift of the circuit, the phase detection algorithm is simple and fast, and the ambiguity resolution avoids the search of the optimal distance, so the ranging accuracy and the ranging speed are improved. In the range of 0 ~ 60 m, the average ranging time, average error and standard deviation are less than 1.8 s, 2 mm and 1 mm respectively, and the average distance measuring time is less than 1.8 s, the average measurement error is less than 2 mm, and the standard deviation of measurement is less than 1 mm. Compared with the K60 series range finder, the ranging accuracy and the ranging speed of the dual-detector range finder are greatly improved, which verifies the reliability of the design scheme.
【作者单位】: 武汉大学电子信息学院;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2011CB707904) 武汉市科技局应用基础研究计划项目(2013010501010121)~~
【分类号】:TH744.5
【参考文献】
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,本文编号:2029130
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