脉冲激光测距中高精度时间间隔的测量

考虑时间间隔测量对脉冲激光测距系统的意义,提出了一种新的高精度时间间隔测量方法.该方法在现场可编程门阵列(FPGA)中实现了脉冲计数法、多相采样法和延迟链法的结合.采用脉冲计数法对被测时间间隔进行"粗值"测量,保证大的动态测量范围.利用FPGA内部锁相环产生N路同频率,相位均匀分布的时钟信号作为计数时钟,基于等精度测频原理,将被测时间间隔的测时分辨率提高到Tclk/N.利用FlipFlop锁存器形成延时链,对被测信号与相邻计数时钟的时间间隔进一步量化.该方法解决了传统多相采样技术中由于倍频次数高导致相移分辨率降低的问题,在不增加计数时钟和有限延迟链数量的前提下,得到较高测时分辨率.测试结果表明,该时间间隔测量模块的动态测量范围为163.8 μs,测时过程相对较短,当进行多次重复测量时,测量的标准误差在71 ps以内,基本满足实际应用的精度要求.     

脉冲激光测距中高精度时间间隔测量方法的研究

高精度时间间隔测量对脉冲激光测距系统具有重要意义,为此提出了一种新的高精度时间间隔测量方法。该方法在FPGA中实现了脉冲计数法、多相采样法和延迟链法的结合。采用脉冲计数法对被测时间间隔进行“粗值”测量,保证大的动态测量范围。利用FPGA内部锁相环产生N路同频率,相位均匀分布的时钟信号作为计数时钟,基于等精度测频原理,将被测时间间隔的测时分辨率提高到Tclk/N。利用FlipFlop锁存器形成延时链,对被测信号与相邻计数时钟的时间间隔进一步量化。该方法解决了传统多相采样技术中倍频次数高则相移分辨率降低的问题,在不增加计数时钟和有限延迟链数量的前提下,得到较高测时分辨率。测试结果表明,该时间间隔测量模块不但可以实现大的动态测量范围,而且测时过程相对较短,具有较高测时精度。     

TDC-GP2在激光测距传感器中的应用

激光测距传感器可以测量激光脉冲飞行时间来获得传感器和探测目标之间距离.设计的脉冲激光测距传感器采用Spl p190半导体激光器,PerkinElmer C30737型APD作为接收的光电转换器,Msp430f449单片机作为系统控制核心.为了提高激光飞行时间间隔的测量精度,采用了一种专用的时间数字转换芯片(TDC-GP2),设计了时间间隔测量模块,采用延迟线插入法技术,测试分辨率可高达65ps.该传感器功耗低,测量精度高.     

利用延时法进行高精度脉冲激光测距

由于激光测距的精度取决于时间测量精度,本文提出了一种提高时间测量精度的方法。该方法在现场可编程门阵列(FPGA)的控制下,将电信号通过延时电路送入到D触发器的输入端CLK;激光器发出的光到目标,经过目标反射后返回进入光电转换器转变为电信号送入到D触发器的输入端D。通过调整延时芯片和机械位移产生的电信号的延时时间,使D触发器输入端的信号同时到达,从而利用延时时间来确定光到达目标所需的时间。用FPGA对100MHz恒温晶振器的脉冲计数,经MC100EP195芯片延时,再通过精密机械定位的方法将时间测量精度提高到0.3ps数量级。实验结果表明:使用该方法,激光测距的误差在1km内能保证在0.1mm数量级,可满足高精度测距的要求。     

汽车自适应驰控装置设计

设计了采用红外激光探测和测距的汽车自适应驰控装置，该装置具有低成本的优势，适合在汽车上大规模应用。介绍了装置的组成及其工作原理。该装置采用单片机作为控制核心完成信号判别、距离、速度的测量及报警等任务。分析了系统的测距误差，提出了用数字插入法提高测距精度。     

用于精密测量的激光测距技术研究

随着现代精密机械加工业和测试技术的不断发展。激光测距技术以其测量精度高、速度快、抗干扰能力强的特点不断应用到精密测量过程中。激光测距方法也成为测试计量学科研究的主要领域。本文简述了激光测距技术的传统方法和最新方法。     

基于激光测距的三坐标测量系统研究

提出了基于激光测距的三维坐标测量系统。介绍了系统所采用的 PSD光学三角法测位移原理 ,并分析了影响测量精度的因素 ,提出了相应的补偿方法。最后 ,研究了系统的控制方法。     

一种激光测距系统用纳秒脉冲变压器的设计

文章结合宽带传输线理论和脉冲变压器的理论,提出一种用于非线性负载电路的纳秒脉冲变压器设计方案,并在试验中对其性能进行了验证.     

嵌入式系统中USB接口的设计与实现

在分析USB接口芯片PDIUSBD12的基础之上，实现了在以ARM7TDMI为内核的嵌入式系统中扩展USB接口，并给出了具体的硬件结构和固件编程设计。     

基于ADF4360-6和ECL分频的高精度时间间隔测量模块设计

高精度时间间隔测量在很多方面有着重要的意义.时间间隔计数法是高分辨测时的最有效方法.设计了一种基于脉冲计数原理的高精度时间间隔测量模块,该模块采用ADF4360-6频率合成器产生1.2 GHz高频参考时钟,由于该时钟信号为LVPECL电平,需要将其转换为ECL电平.AD9515解决了这一关键技术.MC100EP016分频器实现对高频ECL信号分频计数.由于该时间间隔测量模块是电磁波时域反射电缆测长仪中的一部分,该模块的性能可以通过电缆测长仪验证.实验证明该模块具有较高精度,可以被广泛应用于时间、频率测量领域.     

基于激光测距技术的桥式起重机定位系统

为了解决罩式退火炉生产工艺中桥式起重机定位系统所存在的定位精度差、定位效率低、运行不平稳的问题,在保留原桥式起重机结构和控制方式的基础上,设计了采用激光测距器和条码定位仪作为测距测速传感器,结合工控机与可编程控制器实现精确的绝对认址及闭环控制的新型的桥式起重机定位系统。实际运行表明,该定位系统可使桥式起重机达到平稳加、减速运行,实现起重机在现场作业中高效精确定位,快速平稳运行。     

基于激光测距的节温器检测

节温器作为发动机冷却系统中的自动调温装置,其工作稳定程度直接影响着发动机的工作性能。目前针对机械式节温器的性能检测方法存在着测量数据不完备、测量精度较低、安全隐患大及操作不便的问题。为解决这些问题,利用激光测距技术以非接触的方式实时测量节温器升程值,同时通过温度传感器获取对应的实时温度,从而获取反映节温器性能的完备数据。该方法是一种准确、安全、便捷的非接触式检测方法,温度测量精度达0.1℃,升程测量精度为1mm。通过构建的检测系统对解放J6节温器进行了实验验证,结果表明该系统能够准确高效地实现节温器性能检测,包括温度稳定性、性能一致性、故障判断标准等,适用于发动机日常维修及教学实践工作。     

基于超定方程组的相位激光测距解模糊算法

快速准确的测距解模糊算法是相位式激光测距仪实现快速测距的关键问题。研究了一种基于超定线性方程组的相位测距解模糊算法,该算法避免了对最优解的搜索,因而运算量小、求解速度快。首先使用差频测相法在较大的不模糊距离上捕获到目标,获得近似距离值,然后使用这一距离值准确求解出不同频率调制波之间的周期数之差,从而构建超定线性方程组,最后应用最小二乘法求解出准确距离。同时还对该算法的2种解法进行计算机仿真,比较仿真结果,选取用间接法求解目标距离,并对该解法进行了精度分析。对3台K-60系列激光测距仪在精度为0.18 mm的国家标准基线上进行了测距试验,结果表明,3台样机的平均测量误差小于2 mm,测量标准差小于1 mm,验证了该算法是有效的。     

脉冲激光溅射沉积技术的发展及其应用研究

薄膜材料已经在半导体材料、超导材料、生物材料等方面得到广泛应用.为了得到高质量的薄膜材料,脉冲激光溅射沉积(PLD)技术受到了广泛的关注.文中介绍了脉冲激光溅射沉积薄膜的基本原理及特点,分析了脉冲激光溅射沉积技术在制备高温超导膜、铁电薄膜、生物陶瓷薄膜等功能薄膜方面的应用研究.大量研究表明,脉冲激光溅射沉积是目前最好的...     

基于有效回波概率估计空间碎片激光测距系统作用距离

基于回波光子数方程估计空间碎片激光测距系统作用距离时,最小可接受回波光子数很难确定。本文提出了通过改变空间碎片实测数据回波稀疏性获得精度变化曲线的退化模型,以"精度不变"作为衡量条件,确定保精度情况下系统最小可识别有效回波概率,从而估算系统作用距离的方法。首先,根据单光子雪崩探测器"关门"特性,得到了有效回波概率与测量距离关系。然后,建立实测数据的稀疏性退化模型得到测量精度与有效回波概率的跃变曲线,根据精度曲线中"保精度平台"的"跳变点"获得最小可识别有效回波概率。最后,根据最小可识别回波概率获得系统对不同大小典型空间碎片的作用距离。分别处理了有效截面积为3.884 0,6.391 2和9.855 5m2的3种典型空间碎片的实验数据,结果表明:系统在满足m级测距精度的前提下,可识别的最小有效回波概率为0.02~0.044,对上述不同特性典型空间碎片相应的最大作用距离分别为820,1 520和2 250km。提出的模型在精度不变情况下解决了系统最小可识别有效回波概率难以确定的问题,大大减少了实验成本。     

测距功能的软硬件实现

总结了测距功能的软硬件实现技术,包括传统的三角测量和视差测距技术、电脉冲测距技术、伪码扩频脉冲串测距技术.并对这几种测距方法加以分析比较.分析研究了各方法中影响测距精度的各种因素,根据软件机械的设计理念,提出了运用软件技术提高测距精度的方法.     

嵌入式气动控制系统虚实一体化设计与实现

针对传统气动控制系统设计方法的不足,提出了一种虚实一体化设计方法与手段,结合实例详细分析了气动系统虚拟设计、仿真运行及实物调试的实现步骤,能够有效地提高嵌入式气动控制系统的设计水平和系统运行的可靠性.