脉冲激光测距仪最大测程与消光比研究

本文描述采用消光比测试方法直接检测和考核脉冲激光测距仪的灵敏度,并通过测试数据分析,定量比较其测距能力,从而有效地排除了气象变异的影响和地形条件的限制.     

脉冲激光测距仪测距方程和测距性能分析

采用信噪比分析和计算了脉冲激光测距仪的测距方程，大气性能，测距概率和虚警率以及测距精度高，为系统设计和研究提供依据。     

战术用脉冲激光测距仪测距方程和测距性能研究及其应用

采用信噪比（ＳＮＲ）分析和计算脉冲激光测距仪的测距方程、大气性能、测距概率和虚警率及测距误差、测距速率误差等，为系统设计、应用和研究提供依据。     

不同能见度下激光测距仪最大测程的数值算法

为了定量地评估激光测距仪的最大测程,并快速掌握激光测距仪在不同能见度下的具体性能,提出了一种最大测程数值算法,即通过结合激光测距方程和大气透过率计算公式来构建并求解超越方程的方法,可完成最大测程的定量计算。在此基础上,又提出了比例计算法来完成不同能见度下最大测程的等效推算。根据算法原理,分别进行了数值模拟计算,并给出了最大测程与能见度的关系曲线。数值模拟结果表明,该方法可以方便准确地完成多种情况下激光测距机最大测程的计算,具有定量直观、计算精度高、使用方便等优点,为激光测距仪最大测程的检测与评估提供了一种新方案。     

激光测距仪距离模拟源技术研究与精度分析

在对激光测距仪进行性能测试时,需要输入高精度、稳定且可调的仿真距离测试值.对激光测距仪的地面距离模拟源技术进行了研究,设计了集成激光接收和发射单元的距离模拟源系统,通过使用同步时钟计数的方法实现长度可实时输入的延时,以模拟激光测距仪从激光发射到接收激光回波间的时间间隔,并对影响距离模拟精度的系统误差和随机误差源进行了分析和计算,最后通过高精度时间间隔测量装置对距离模拟源进行了实际模拟精度的测量,验证了距离模拟源提供的距离值的绝对精度和相对精度.     

一种机载脉冲激光雷达回波模拟设备

传统的激光雷达测距机信号处理能力的评估需要激光器、光学系统和探测器等设备的配合,为简化该评估方法,研制了一种机载脉冲激光雷达回波模拟设备。通过分析脉冲激光雷达回波特性,建立了回波数学模型,指出了衡量测距性能的关键参数。以模型为理论依据,以距离、信噪比等参数为输入,采用软件算法生成波形数据并存储于PC机,通过硬件电路将波形数据处理输出,形成模拟激光回波。实验证明,该设备可模拟目标最远40 km,信噪比最小为2的回波,其中,目标距离模拟误差在0.95‰内,信噪比平均模拟误差为13.3％,该设备工作稳定可靠,满足使用要求,极大地简化了激光雷达测距机信号处理能力的性能测试。     

脉冲激光雷达最大测程的设计与估算方法研究

最大测程是脉冲激光雷达的重要指标,也是其测距性能的综合体现。本文从脉冲激光雷达测距方程入手,对影响最大测程的因素进行了分析,简要地给出了最大测程设计中的考虑要素。文章从工程实践的角度,对当前脉冲激光雷达的检测方法进行了优、缺点分析,并针对不同条件给出了最大测程的快速估算方法。这些估算方法立足于工程实践,具有计算量少、成本低、结果直观、应用方便灵活等优点,能够更好地指导用户开展性能检测、维修评估等工作,具有较高的推广应用价值。     

基于AVR的激光测距机综合性能检测设备设计

为了确保激光测距机的性能,首先需要进行性能检测。在分析传统激光测距性能检测时因受位置和天气条件的限制,故提出了模拟激光测距机的工作原理和激光传输过程的思路,研究了一个实现该思路的方案。结果表明,该检测设备可使技术普查和日常维护在室内方便地完成,检测结果可数字化显示,大大提高了检测效率和测试精度。     

时域展宽特性对相关检测性能的影响分析

时域展宽是激光回波脉冲的重要特性,也是影响激光雷达相关检测性能的重要因素。建立了考虑时域展宽特性的激光回波脉冲数学模型,以此模型和相关检测原理为基础分析了时域展宽特性对相关检测测距误差、信噪比的影响,从激光发射脉冲的近高斯能量时间分布模型出发,推导了时域展宽系数的计算公式,并对理论分析和计算结果进行了仿真论证。仿真结果表明:回波脉冲时域展宽系数与其衰减系数成反比,与发射脉冲上升时间成正比,随着时域展宽系数的增大,激光雷达相关检测系统测距误差增大,信噪比降低。     

智能激光测距机性能测试系统

为测量激光测距机的性能 ,研制了一种新型的测量系统。系统采用先进的控制技术和方便、快捷的微机软件 ,且配有结构巧妙的分光束光学系统 ,能同时实现对测距机的光轴平行性、激光脉冲宽度、脉冲能量、光束发散角等性能参数的测量。 12 96× 10 30高空间分辨率CCD的引入 ,使系统的角分辨率达到 10″;35 0MHz示波器用于捕捉窄达 10ns的激光脉冲 ;高精度、大动态范围的激光能量计可精确测量出激光脉冲的能量。系统已通过验收 ,各项指标均满足设计要求。目前已正式应用 ,效果良好     

脉冲激光测距机最大测程测试方法研究

最大测程是反映脉冲激光测距机性能优劣的主要参数之一。分析了现行激光测距机最大测程指标考核的方法,比较了各种考核方法的利弊。在此基础上提出了一种采用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方案进行激光测距机最大测程测试的新方法．并对两具测距机分别进行了室外消光比、室内时序增益系数比、最大测程的测试,对两者的结果进行了对比。最后针对本测试系统的组成进行了误差分析。结果证明,新的检测方法可以客观、真实、准确地测量1．06μm和1．54μm两种波段的脉冲激光测距机的最大测程,测试结果受天气条件和目标特性影响小,也不受脉冲激光测距机增益电路的影响,且测量精度高,重复性好,操作方便可靠。同时还可对激光测距机测程范围、测距精度、选通范围及选通精度、距离分辨率等主要性能参数进行模拟测试。     

基于CPLD的多目标脉冲激光测距系统的设计与实现

研制了基于CPLD的多目标脉冲激光测距系统,传统的测距方法,每个激光脉冲只能测量单一的目标,而多目标测距系统可以对测距范围和测量方向上出现的多个目标同时进行测量,系统采用先进的复杂可编程逻辑器件CPLD实现,较好地实现了集群式多目标捕获的关键技术,提高了激光测距系统的实用性、灵活性。     

基于欠采样的激光测距数字鉴相方法

欠采样方法为实现全数字化接收、降低激光测距系统复杂性提供了有效途径。针对传统欠采样数字同步解调法引入干扰大的缺点,为提高系统的测量精度,提出了欠采样频域谱分析鉴相法。方法基于Nyquist采样谱分析鉴相思想,通过对欠采样后搬移到低频的频谱成分进行分析获取相位信息实现鉴相,在抵抗干扰方面具有较好的性能。在加入信噪比40 dB、杂散频率、0.1 MHz频率偏移、2次谐波的综合影响因素后的仿真结果表明,在1 MHz测距速率下,欠采样谱分析鉴相法精度为0.13,调制频率80 MHz时测距精度为0.68 mm,优于传统的欠采样数字同步解调法。因此,欠采样谱分析法更适用于高速、高精度的数字化相位差测量,提出的实现方案具有实际意义。     

流动卫星激光测距系统的距离选通实现方法

现有流动卫星激光测距系统的距离选通模块因硬件架构问题,有稳定性不高、可靠性不强等不足。由于和固定站的设备互不兼容,因此需要研制新的距离选通模块,在兼顾高集成度的同时提升运行稳定性。在基于距离选通与后向散射规避的实现原理基础上,依靠ARM、FPGA嵌入式双核心架构设计全新的距离选通模块。采用人卫激光测距卫星lageos1、ajisai和地球同步卫星compassi3的星历进行距离门参数拟合等测试。经测试,该距离门控模块参数拟合误差小于0.01%,在2 kHz重复频率下单次预期回波时刻计算时间约为34.365 μs,平均后向散射规避点火频率损失率低于1%,在2 kHz重复频率下距离门分辨率优于5 ns,高频率门控信号输出平稳,并且能够满足20 kHz以上的重复频率应用需求,符合预期结果,具有实际应用价值。     

一种改善双镜头大视角二维三角法测距精度的方法

对双镜头二维三角法测距精度的实验研究表明,在大视角下,双镜头二维测距存在较大的测距误差;通过应用小孔成像代替普通镜头成像进行二维测距研究,证明了大视角非近轴光线的镜头失真是造成该误差的主要原因,并且基于实验提出了一种经验修正公式,明显地提高了系统的测距精度和速度.实验结果表明,在50 mm×50 mm的工作区,对应于80°的大视角下,测距系统在x和y方向的平均定位精度均优于2 mm,平均分辨率分别为0.2 mm和0.1 mm.     

脉冲激光测距中高精度时间间隔系统设计

时间间隔测量系统采用基于时间数字转换芯片TDC-GP22实现了高精度脉冲激光测距。采用高性能STM32单片机作为主控器,SPLLL90_3半导体激光二极管,AD500-9作为接收的光电探测器。测量结果通过SPI通信接口传送给单片机,经单片机处理后的数据传给LCD12864显示器。测试结果表明,该测量方法精度可达65 ps,系统结构简单、可行性高。     

基于时差法的高精度脉冲式激光测距系统

提高脉冲法激光测距系统的精度关键在于计时.文中结合高精度计时芯片TDC-GP2和低功耗单片机MSP430F149,采用时差法设计了一种高精度脉冲式激光测距系统.该系统通过TDC-GP2的Start、Stop1和Stop2三通道的时差测量消除硬件电路的时差,多次测量后,单片机进行了软件均值处理,提高脉冲式激光测距系统的精度至0.1m.     

激光测距中数字鉴相器的设计

相位法激光测距广泛应用于距离测量,尤其是短距离测量领域,测距系统的测量精度和速度主要取决于鉴相器的设计,为提高鉴相器的测量精度和速度,本文给出了一种新型数字鉴相器。通过加入反馈电路控制信号调制器,只需一组鉴相器即可实现激光发射信号与接收信号相位差的测量。调整CIC滤波器的参数,最大限度地提高滤波器输出信号的信噪比。对CORDIC算法进行优化,不仅扩展了测量范围,而且提高了测量精度和速度。本文使用Matlab对该数字鉴相器进行了性能评估,并在FPGA上实现了该数字鉴相器,与传统的数字鉴相器相比,测量精度和速度都有较大的提高,同时也降低了设计成本。     

远距离低盲区脉冲激光测距的实验系统

测距能力和测距盲区是脉冲激光测距系统中亟待解决的一对矛盾。本文介绍了远距离低盲区脉冲激光测距实验系统的基本组成和工作原理。通过对各种脉冲飞行时间测量方法的比较,确定采用延迟线数字插入法完成脉冲飞行时间的测量,从而保证系统的精度、测程和分辨率。同时,对测距盲区产生的原因进行了分析,提出了引入自动功率调节模块降低测距盲区的方法。系统利用雪崩光电二极管APD作为光电接收器件,采用软硬件结合的智能温度补偿方案对APD进行温度补偿。