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。     

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。     

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。     

以SOPC为基的激光测距系统的设计与实现

介绍了一种以可编程片上系统(SOPC)技术为基的高精度激光测距系统的实现方法,以SOPC作为激光测距系统的信号处理和控制的核心,该系统能够在一次测量中对同一方向上多个目标进行高精度测距。系统设计方法是基于一种系统级电路,通过QuartusⅡ开发工具和SOPC Builder子系统实现对此系统的定制。通过系统内部32位定时器实现多个回波的捕获。与传统的测距系统相比具有可同时完成多目标测量、高速数据采集、实时数据传输、集成度高、可靠性强,以及测量误差小的优点,是一种应用很好的激光测距系统。     

火车车轴轴颈轴座非接触式测量方法研究

火车轮对的压装是火车车轮生产过程中重要的工艺之一,其装配有严格的过盈配合要求,压装过程中需实时测量火车车轴轴颈轴座的外径尺寸。该文根据火车车轴轴颈轴座外径的测量要求,提出了一种基于激光测距原理的自动测量系统和方法,并对激光线存在的水平夹角和垂直夹角进行了标定。该系统能对ϕ150~225 mm范围内的车轴进行测量,且测量精度小于10μm,克服了传统测量方法效率低、精度不高的缺点。     

基于激光传感器和嵌入式的工装在线监测系统设计

为了满足工业生产中对距离等信息的实时采集要求,提出了一种以激光传感器为检测端,嵌入式系统为数据处理和控制端的远程监测系统。采用德国SICK公司测距设备OD30-05T1激光测距传感器,以基于ARMV4I的Windows CE嵌入式平台为核心,结合RS485工业总线技术,对多台激光测距传感器进行操作,实现了激光测距系统的数据采集与处理分析。     

激光跟踪仪高精度绝对测距系统

设计了组合式激光绝对测距系统,实现了激光跟踪仪的高精度绝对测距性能。首先,介绍了激光跟踪仪的工作原理与性能特点,设计了基于双飞秒激光测距与相位式激光测距的组合式绝对测距方案。然后,根据相位激光测距原理设计了相位激光测距光路与信号处理系统设计。最后,进行了飞秒测距系统测距精度比对实验和相位测距系统动态跟踪测量实验。实验结果表明：在60m的测量范围内,飞秒激光测距可达到1μm+0.5μm/m的测距精度,相位激光测距系统能够实现±10mm的动态测距精度,可满足组合式测量对距离大数的测量精度要求。设计的组合式激光绝对测距系统能够满足激光跟踪仪对测距系统测量精度高、测量速度快、可动态测量的性能要求。     

非接触式缸盖平面度误差检测方法与测量系统研究*

为解决发动机缸盖生产铸造过程中缸盖底面平整度误差检测问题,设计一种激光非接触式发动机缸盖底面平整度在线检测系统,提出一种基于对角中线的平面度误差检测算法。根据现场平面度检测需求,设计利用激光臂纵轴和缸盖横轴传送的交互运动的发动机缸盖表面平面度误差检测系统;通过发动机缸盖表面检测四个顶角特征点对角线中线建立发动机缸盖平面度检测的数学模型,利用回归方程确定最小二乘法平面为理想平面,求出平面度误差;并对激光位移传感器进行精度标定,给出传感器误差标定回归方程,并应用该检测系统完成对不同型号的发动机缸盖检测。结果表明：该系统最大检测面积为400 mm×2 000 mm,测量范围为160~450 mm,测量精度为0.03 mm,而且结构简单,检测速度快,完全能够达到在线检测要求。     

三维机器视觉测量系统的坐标计算模型研究

分析了单摄像机成像原理和激光三角测距原理,建立了三维机器视觉测量系统的原理模型,给出了根据单幅二维数字图像计算检测目标三维坐标信息的具体方法,为三维机器视觉系统研制开发奠定了理论和算法基础。     

激光传感器在大尺寸轴类零件尺寸误差测量中的应用

提出了一种用激光脉冲测距技术实现大型回转类零件尺寸误差的在线测量方法。对激光传感器的测量原理和测量过程进行了分析,给出了硬件结构图和软件流程图。     

时频测量高性能内插模块实现

精密时间间隔测量技术在许多重要领域都占据着十分重要的地位,本文实现了一种基于时间幅度转换法的高分辨力、高单次测量精密度、高采样率时间内插模块并应用于高精度时间间隔测量,其时间分辨力达到20ps以内,单次测量精密度优于8ps,采样率达到了8MHz。     

基于激光测距的非接触式火车车轮踏面外径测量方法研究

针对马钢火车车轮成品检测线上对车轮外径测量存在的检测效率低和检测精度不足等问题,提出一种基于激光测距的非接触式车轮外径测量系统和方法。采用标定指针和标定环对四个激光器位置进行了标定,通过四个激光器测量数据和几何关系得出车轮踏面直径。该测量系统能够测量ϕ800~1 300 mm的车轮,测量精度小于0.5 mm,该方法也可应用于盘类零件外径的测量。