相位式激光测距传感器原理及其在自动化生产中的应用

本文介绍了相位式激光测距传感器的原理和使用的算法,重点介绍了差频测相和DFT计算初始相位的原理。对相位式激光测距传感器的设计难点也做了分析并提出解决方案。针对测量误差产生的原因,提出了提高测相精度和减少相位漂移的具体解决办法。最后在测量传送物体宽度、长度、高度和直径方面的实际应用做了验证,从使用结果看,本文设计的相位式激光测距传感器的精度和稳定度均能满足自动化生产需求。     

一种提高相位激光测距精确度的方法

描述了一种采用相位式激光测距提高测距精度的方法，给出了采用相位式进行激光测距的原理，指出了采用单一频率进行测距时存在的矛盾，从而提出了在单一频率的基础上添加多个辅助频率进行测距，分析了采用多个辅助频率进行相位激光测距的原理，并对采用该方法进行了精度分析。从分析的结论看，采用的辅助频率个数越多，则越能提高测距精度，同时该方法还能提高测量范围，解决了单一频率测量时的矛盾，达到了测距时高精度、大范围的工程应用要求。     

对机械手定位的全相位傅里叶变换相位式激光测距系统

针对机械手中用于标定以及空间定位的激光测距装置测距精度不足、容易受工作环境等因素的影响，进而导致测量不准确，影响机械手空间标定以及定位的缺点，提出了一种基于全相位傅里叶变换（apFFT）的相位式激光测距系统。该系统采用apFFT算法来进行鉴相，进而得出实时测量的距离。相比于传统的基于傅里叶变换的相位式激光测距方法，该方法能够有效抑制实际应用中由于多种因素导致的频谱泄露现象。实验结果表明，该系统具有良好的稳定性和抑制频谱泄露能力，同时该系统的平均定位精度可以达到1 mm，满足实际工业生产制造的需求。     

水下相位式激光测距定标方法

基于相位式激光测距的工作原理,提出了将相位式激光测距仪用于水下测距的思路,从原理上分析了水下相位式激光测距的可行性。通过水下距离测量实验,对水下相位式激光测距可行性进行了验证,完成了水下相位式激光测距仪的测距定标算法,并探究了水体浊度对相位式激光测距动态范围和测距精度的影响。实验结果表明,经过定标校正后的水下相位式激光测距仪在水下3.5 m范围内测距误差平均值不超过3 mm,测距范围与水体浊度间存在指数衰减关系。该水下相位式激光测距仪为水下距离的探测提供了一种新方法,可实现水下目标近距离的精确测距。     

相位激光测距技术的研究

文章介绍了相位激光测距技术的基本原理以及较为精确的测量方法,分析采用了多个辅助频率进行相位激光测距的原理,既解决了单一频率测量的矛盾,又扩大了测量的范围,达到了测距时高精度、大范围应用的实际要求.     

相位激光测距中相位测量与误差分析

激光方向性强,单色、相干性好,这些特点使得激光测距可以应用在多个领域。由于相位法测距可以达到较高的精度,因此相位法测距成为激光测距的首选。文中根据激光测距的特点,从几方面对相位法测距进行了改进和优化。在保证精度的前提下,减少了对单片资源的消耗,使激光测距系统有更快的响应速度和更多的资源进行功能扩展。通过仿真验证,文中所提方法达到了预期效果,并可根据不同精度需求,灵活地设计程序。     

基于普通激光笔的激光测距装置的设计

一种非接触式简易激光测距装置被设计并进行了相关测试。该装置以普通激光笔作为激光源,结构简单,操作方便.它基于相位式激光测距原理,能对目标距离进行准确测定。     

应用欠采样原理提高相位式激光测距精度

在激光测距中,测程和测量精度一直都是一对矛盾体.在保证测程的同时,提高测量精度是本次设计的关键所在.相位式激光测距的传统思想是将高频信号进行混频之后得到频率较低的差频信号,使用FFT得到相位,但是信号经混频后会带来幅度的衰减和相位的偏移.为了解决该问题,提出一个新的思路,利用欠采样技术与同步检测原理改进测相方法,降低数据处理的复杂度,提高相位检测的精度.用MATLAB仿真有白噪声和其他干扰信号存在时欠采样技术测量相位的精度,经过误差分析之后进行改进并与传统的方法进行了比较.     

正交混频相位式激光测距方法与系统实现

针对传统的二次混频式激光测距仪鉴相精度不高,难于消除系统误差等问题,提出了正交混频相位激光测距法,利用成熟的正交调制技术进行激光光强的幅度调制,提高了基于二次混频原理的激光测距仪的鉴相精度,并且通过改变低频信号相位来获得两个相对很小的频差,易于消除系统附加相移,大大简化了二次混频式激光测距仪的硬件设计。详细阐述了基于正交混频相位测距方法的激光测距原型机设计要点。系统原型机设计方案采用了集成度很高的正交调制芯片完成,结构紧凑没有冗余元件。原型机实验精度达到±1.52mm,在62.5MHz频点下测相精度达到0.042°,并且可以很方便地通过加入多频调制的方法大大提高测量距离,是采用二次混频法进行相位激光测距的优秀解决方案。     

相位式激光测距全相位谱分析鉴相算法

为降低相位式激光测距的鉴相偏差,以余弦信号为对象深入研究全相位谱分析鉴相的性能。将余弦信号分解为指数形式进行频谱变换,得出负频率会引起谱分析鉴相偏差,但全相位谱分析的频谱泄漏远小于传统傅里叶变换(FFT)法,仿真时鉴相偏差降为后者的1‰。从信噪比增益角度研究窗函数对鉴相精确度的影响,分析表明,归一化频率偏移量绝对值小于0.3时,采用矩形窗的全相位谱分析鉴相方差最小,可达克拉美罗下限的1.3倍。实验结果表明,在测距系统中可忽略全相位谱分析鉴相的偏差,当信噪比为34 dB时,每秒百万次鉴相的精确度为3.3 mrad,测距精确度达1 mm,全相位谱分析适用于高精确度相位式激光测距。     

激光测距新方法研究

传统相位式激光测距存在着后续信号处理复杂 ,器件性能要求高的缺陷 ,本文通过信号分析 ,提出一种新的非合作目标激光测距方法 ,消除了传统相位式激光测距的缺陷     

SBS相位共轭技术在激光大气传输中的应用

评述了受激布里渊散射相位共轭技术在激光大气传输中的应用,重点分析了在激光大气传输过程中利用受激布里渊散射阈值效应可以在目标上主动获得小面积信标光斑的方法及利用SBS相位共轭实现激光大气传输的闭环过程,指出其发展前景。     

远程激光测距技术及其进展

随着激光器和探测技术的不断进步,远程激光测距技术也得到了迅速的发展。如今远程激光测距仪已经在军事、航天、工业等领域发挥着不可替换的作用。本文介绍了目前国内外远程激光测距的现状及其研究进展,描述和分析了远程激光测距所涉及的关键技术及影响因素,对各类测距仪进行了分析和对比,并对未来远程激光测距仪的发展方向进行了总结与展望。     

移动机器人激光测距中微弱信号的检测与分析

由于移动机器人在激光接收信号过程中,包含各种噪声会使测量的相位误差大。数字式平均算法的原理可以定量解释对噪声的改善状况,通过激光测距的信号作为研究的对象,解析噪声与信号的本质,来比较了检测方法对与改善信噪比的不同情形,研究激光测距系统中微弱信号的检测技术,可以来提高信噪比,达到研究目的。     

强度防护型激光防护机制

论述了非线性吸收、非线性折射、非线性散射等基于非线性效应以及基于相变效应的激光防护机制,分析了每种防护机制的优势和局限,指出了强度防护型激光防护技术的发展趋势。     

光纤相位共轭镜的研究

受激布里渊散射作为相位共轭的一种手段可以在保证光束质量的前提下有效地提高固体激光的功率.作者系统地介绍了光纤相位共轭的理论以及在这一领域实验研究的进展情况,并对其中的几项关键技术如控制光纤的退偏和单纵模激光器的制作等进行了讨论.     

基于相位差变化率定位算法的研究

描述了基于相位差变化率的定位算法原理,并利用卫星工具开发包（STK）软件进行仿真实验,从工程应用的角度引入卡尔曼滤波算法和扩展卡尔曼滤波算法（EKF）,从不同测向精度、不同相位差变化率精度、不同基线长度及不同截距等方面进行实验分析比对,验证了此方法的有效性、抗噪性和实用性.     

宽带超低相位噪声测量系统设计与实现

随着频率源技术的不断发展,信号的频段范围和相噪水平不断提升和优化,这对相位噪声的准确测量提出了新的挑战。文章针对雷达探测、精确制导、时频基准等微波射频领域中高性能低噪声频率源相位噪声指标的测试需求,对鉴相法测量相位噪声的原理进行了分析研究,设计了低噪底的鉴相通路。同时结合互相关技术和微波变频等技术,设计了具有双鉴相通道的互相关式相位噪声测量系统,进一步优化系统噪底,从而实现宽带超低相位噪声信号指标的准确测量。     

直接式频率合成器相位噪声限制因素

频率合成器被称为雷达电子系统的"心脏",其相位噪声对设备和系统的性能影响很大,随着现代雷达技术的不断发展,对频率合成器的低相位噪声提出了较高的要求。文中简单介绍了频率合成器相位噪声的基本概念,基于频率合成器的基本实现方法,阐述了直接式频率合成器相位噪声的限制因素。并通过实践论证了这些限制因素对相位噪声的影响程度,以及介绍了未来频率合成器的发展方向,对低相位噪声频率合成器的工程设计和生产调试具有一定的指导意义。