利用微波调制激光技术测速的实验研究

为了验证微波调制激光技术进行速度测量的可靠性,构建了一套通过微波调制激光技术测速的实验系统。利用激光作为载波,微波作为模拟调制信号对激光信号进行强度调制,光电探测器对信号光强度进行直接探测。利用射频电路,获得多普勒频移数据反演发射端和接收端相对运动速度。同时通过测量运动距离和时间计算平均运动速度,作为第三方数据,用于与微波调制激光技术测速的数据进行比较。理论分析了这套系统的原理并对其进行了实验验证。实验结果表明,利用微波调制激光技术测速的数据与第三方数据平均偏差小于2.0%,符合性好。     

外差探测激光多普勒雷达系统性能研究

外差探测激光多普勒雷达由于具有测速精度高和可辨别速度方向等优点而广泛应用于测风、流体测速以及着陆导航等方面。对外差激光多普勒雷达的测速原理、误差来源和系统噪声进行了分析,并给出了系统的信噪比和探测精度的仿真结果。搭建了全光纤外差探测激光多普勒系统。用研制的高精度运动目标模拟器开展了相关测速实验。实验结果表明,速度测量精度优于6.7 cm/s,而且与速度大小基本无关,这与仿真分析结果相一致。     

数字全息粒子图像测速技术应用于旋转流场测量的研究

将数字全息粒子图像测速(DHPIV)技术应用于旋转流场的三维空间速度测量当中。提出了一种新的焦平面定位方法,即综合灰度梯度法,对数字全息中粒子的焦平面进行精确定位,获得了粒子的空间坐标。针对数字全息粒子图像测速技术中的粒子匹配问题,采取三维互相关算法对流场中的示踪粒子进行空间匹配。将基于综合灰度梯度法和三维互相关算法的数字粒子图像测速技术运用到旋转流场全息图中,获得了局部的三维可视化速度场,与理论模型吻合很好。结果表明,该技术能够很好地应用于旋转流场的测量研究当中。     

基于智能手机BDS-3测速信息的行人运动识别

基于智能手机的北斗三号(BDS-3)定位与测速逐步成为大众获取位置服务的主要应用。随着北斗系统服务性能的提升,其提供的位置与速度信息催生了新的服务和应用场景,结合智能手机BDS-3的测速信息,提出了一种基于支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的行人运动识别方法。该方法可应用于行为感知、优化健身方案等健康领域。评估了安卓智能手机BDS-3测速精度并基于手机持有者在运动过程中的BDS-3速度信息对行人的运动状态进行识别。结果表明,BDS-3的测速精度略优于GPS和BDS-2系统。多系统组合测速能提升测速精度。通过合理地选取特征,利用智能手机BDS-3测速信息对行人运动模式进行自动识别的正确率可达96.3%。     

基于AT89C51的超声波测速系统设计

目前在超声波测速技术中,通常采用单一的时差法或频差法测速,当被测物体的速度变化范围较大时,单一的测速方法会引入较大的测量误差。系统以单片机AT89C51为核心,将时差法测速和频差法测速集成在同一套系统中,实现了两种方法的同时测量。分析表明该方法的测量误差小,测量精度高,在近距离实时测速方面有一定的理论价值和应用前景。     

基于嵌入式技术的靶场破片测速系统设计

为了增强靶场破片测速系统的便携性和实时性,提出了一种基于嵌入式技术的靶场破片测速系统设计方法。系统硬件上采用ARM＋FPGA的架构,软件上不仅采用Qt／Embedded设计了图形界面,而且给出了嵌入式设备上Qt／Embedded程序的优化方法。经过多次野外破片测速试验检测,系统工作稳定,可实现破片飞行速度、速度降、末速度、破片速度分布等参数的获取。试验结果证明,系统能够满足靶场破片测速的大多数需要。     

小波变换实现的光电编码器精确实时测速

光电编码器作为速度反馈器件,在工业、航空航天、军事等领域应用广泛。其速度检测的准确度和响应时间直接影响了整个控制系统的性能。为此,研究了一种编码器测速信号小波变换算法,该算法能够减弱噪声和干扰的对测速精度影响。将该算法应用于某航天编码器中,改善了其控制系统的动态响应和稳态精度。具有算法简单、占用资源少、耗时短、算法通用等特点,并且可以推广到其他编码器研制中。同时,还设计了一中光电编码器速度检测系统,能够实现对光电编码器测速精度的检测。实验表明:该算法应用到编码器中,将测速误差从6.956（）/ms降低到0.370 7（）/ms。     

单兵电子侦察系统初探

文章介绍了应用在现代军事对抗中,具有测速,定位和目标模糊识别能力的陆军士兵侦察系统。系统以ADC812嵌入式单片机为核心,多普勒微波雷达为探测器,描述了硬件结构、软件流程,以及雷达测速和GPS定位的工作原理。     

高精度的数字测速技术

引言在伺服系统中,对执行机构速度的测量是很重要的一个环节。以往的系统中,常采用测速机作为测速元件,但测速机的低速特性和测量精度不很理想。虽然还可以使用模拟方法对加速度积分得到速度,但积分的零点漂移和积分器容易饱和都是测速反馈控制不允许的现象。同样,用模拟方法对位置信号微分也可以得到速度信号,但微分一般会引入干扰,这也是不希望的。为此,在速度测量反馈系统中,直接采用数字测速提供速度反馈,给系统硬件构成带来方便。本文介绍了数字测速原理,经过验证,提供了实际线路。T法测速原理T法测速是测量出绝对式光学…     

时间拉伸光子多普勒测速技术研究

在瞬态高速测速场景中,目标物体在几十ns时间内能加速到几~几十km/s,因此光子多普勒测速系统中电学数模转换器件带宽要求达到GHz甚至上百GHz。时间拉伸光子多普勒测速系统利用飞秒激光时间拉伸特性,在光域中完成信号降频处理,降低了光电信号探测器件和电学数模转换器件带宽压力。提出了改进的时间拉伸光子多普勒测速系统,飞秒脉冲经过第一级色散器件充分展宽铺满整个时域,避免了速度信号的采样间断;信号解调上采用误差补偿算法对频移信号进行补偿,减小了因为位移引入的系统误差,从而增加了有效记录时间。实验使用纳秒激光驱动铝膜产生高速飞片,测试了文中测速系统在记录时间1.2 μs内的实验效果。实验使用重频50 MHz飞秒光源,第一级和第二级色散器件分别使用200 km和100 km单模光纤,构成比例因子2/3。最终实验表明系统将3.6 GHz的多普勒频移信号降低为2.4 GHz,通过与光子多普勒测速系统进行结果比对,实验动态误差小于5%。该系统将能够应用于多种动高压技术加载飞片场景下的速度进行测量,为瞬态高速测量领域提供了新的测量手段。     

基于激光多普勒测速的流场测试技术

激光多普勒测速技术,作为一种非接触式测速技术,具有测速精度高,测速范围广,空间分辨率高,不影响流场分布、可测远距离速度场等优点。因此多普勒测速技术已经在众多领域中得到广泛的应用。本文主要从理论上对激光多普勒测速技术进行分析,从实验角度阐述了激光多普勒测速技术的工作机理。并对激光多普勒测速技术在内燃机中流场测试应用的可行性进行分析,最后介绍了多普勒测速技术在内燃机流场测试中的应用和国内外发展情况。     

振荡器频率稳定度对测速误差的影响

本文讨论了不同测速系统中速度误差和振荡器频率稳定度的关系。由测速系统的传递函数对振荡器随机相位功率谱密度的抑制作用,得到了测速终端输入端Doppler信号的随机相位功率谱密度公式。文中还给出了速度采样方差,以及用最小二乘法平滑出速度的误差协方差矩阵与频率稳定度之间的关系。     

双光束激光多普勒转速测量系统的实验验证

激光多普勒测速技术具有非接触、无磨损、精度高等优点,被广泛应用于工业、航海、航天等领域的高精度速度、加速度、长度测量。双光束激光多普勒测速技术作为其中的一个分支,具有结构简单、抗干扰强的特点。为提升双光束激光多普勒测速技术的测量精度,搭建一种测量圆周转动线速度的轴对称型双光束激光多普勒系统,采用高速响应的探测器观测差频信号。当目标的线速度为1 596.6 mm/s时,激光多普勒差频信号理论值是0.975 MHz,测量角度为0°,实验观测到的差频信号是1.013 MHz,与理论值相比误差约为3.8%;进而变换观测器的不同角度位置,测量得到的多普勒频移和0°的频移误差在0.8%以内。结果表明,该测量系统能够测量到运动物体的多普勒频移信号,同时更改双光束激光多普勒测速的观测器角度,不影响测量结果。该实验系统为后续进一步进行激光多普勒测速技术的研发打下了良好的基础。     

激光雷达

本文论述的是多普勒测速装置,文中着重阐述了采用发射频率极高的系统,如像用激光束测量物体速度。虽然本装置可采用各种可控频率辐射源,例如像微波和无线电波,为了简便和精确起见,本文认为使用高频相干辐射激光源特别合适。     

一种双光幕弹丸测速系统设计与实现

在现在代武器的研究中,需要对弹丸速度进行高精度测量,因此设计了一种软硬件结合的双光幕测速系统。整个系统以FPGA为控制核心,通过控制硬件电路实现对前端光幕传感器电流信号的调理及采集,之后将数据存储并通过网口上传到上位机。设计中对转换后的信号进行了软件调零,解决了传统硬件调零不稳定的问题,同时采用弹底触发的方式进行计时,提高了弹丸测速的准确性。与传统测速系统相比,该系统具有精度高、灵活性好等优点。通过多次测试与实验,该系统已成功应用于某军工产品的研制中。     

二级轻气炮弹速激光测量系统

介绍了激光测速法在二级轻气炮弹丸速度研究中的应用。为了满足对二级轻气炮毫米级弹丸速度高精度测量的需求,采用激光光束遮断法,研制了毫米级弹丸片状激光测量系统,系统主要包括发射端和接收端两个部分。整个系统可安装于二级轻气炮的炮管延长段,结构紧凑、抗干扰、有效测量范围大,可作为高速弹丸速度测量手段。应用该系统进行了模拟测速实验和二级轻气炮弹丸现场测速实验,并给出了典型测速实验结果。     

光子多普勒速度测量系统的数据处理技术

光子多普勒速度测量（PDV）系统是一种新型的激光测速系统,可广泛用于冲击波、爆轰波以及其他短时高速运动的测量。数据处理是PDV测速技术重要的组成部分,旨在从含有大量噪声的测量数据中获得靶面等运动体的速度信息。在分析PDV系统测速原理的基础上,分别采用条纹法、短时傅里叶变换法和小波变换法对激光冲击强化实验中自由靶面运动的PDV数据进行了处理。针对其中的去噪、奇异点、小波基的选择等问题,提出了一些独特的处理方法。同时,对3种处理方法的误差、实时性、有效性进行了比较。     

Costas编码跳频信号自测速方法研究

Costas编码跳频信号对速度非常敏感,精确速度补偿是这种信号用来成像的关键。文中分析了速度对Costas跳频信号回波的影响,设计了一种综合测速方法,该方法将互相关测速、步进补偿和时间积累测速3种方法结合起来,逐步提高测速精度,不仅减少了计算量,满足了系统实时处理的要求,同时提高了测速精度,降低了因为速度影响引入的相位噪声。     

基于DSP的列车测速定位系统的软件设计

研究了测速定位系统的软件实现,主要应用于磁悬浮列车的实时检测.通过基于DSP(数字信号处理器)芯片的测速定位系统,对安装在车辆上的测速传感器的模拟信号进行处理以获得列车运行的实时速度、位移和时间.选择合理的实现方案和编程思路对测速定位系统进行软件设计,以实现A/D转换、速度和位移的计算和显示.介绍了系统软件设计主流程和主要模块设计思路以及测速定位系统工作原理和涉及的DSP芯片TMS320VC33等硬件结构.     

姿态误差对机载激光多普勒三维速度测量精度的影响

激光多普勒测速系统可实现空中运动平台的速度测量,平台的姿态测量误差是影响其测速精度的重要因素。为实现运动平台三维速度的测量,以相干探测原理为基础,设计并搭建了全光纤三光束激光多普勒测速系统,建立了运动平台三维速度测量的数学物理模型,对系统测速相对误差进行了数值模拟研究。研究结果表明,姿态测量误差对测速精度的影响不可忽略;随着俯仰角度的不同,俯仰误差与旋转误差对测速精度的影响程度会发生变化;测速精度与旋转误差呈线性关系,而与俯仰误差存在着非线性关系。研究结果可为激光多普勒测速系统的设计以及速度修正提供理论依据。