基于LoRa技术的矿用顶底板测距传感器设计

针对传统煤矿顶底板测距手段存在无法实时监测、检测精度低、实用性差、通信易断线等问题,该文创新性设计了一种基于LoRa无线通信技术的顶底板测距传感器,以集成相位法测距原理的激光测距模块作为距离测量核心模块,显著提高了顶底板距离测量的检测精度和实时性。从电路设计、逻辑控制机制两方面详细介绍了电压转换、5位数码管显示、光控接收、激光测距模块接口、声光报警、LoRa模块接口六部分电路设计方案,以及传感器的软件执行逻辑流程。现场试验结果表明,该传感器检测精度高、煤矿顶底板测距实用性强、安装方便,满足设计需求。     

基于激光测距的排爆机器人建模

针对当前排爆操作安全性低,操作人员紧张程度高和效率低的不足,提出了一种新的基于激光测距的排爆机器人模型,包括机械臂模型、障碍环境模型和爆炸物模型.利用这些模型,排爆机器人可以实现爆炸物的半自主抓取,提高了操作性能.     

隧道全自动监测技术应用研究

以隧道拱部、边墙围岩内变形理论为基础,将高精度的激光测距传感器技术与物联网技术相结合来开发一套自动化隧道围岩量测系统,该系统能实时监测隧道拱顶下沉及净空变化,系统在银西铁路某隧道进行了试点应用,基本实现隧道围岩量测的自动化和信息化。     

基于相位法的矿用激光测距仪设计

针对传统煤矿顶底板移近量测量无法实时监测、检测精度低、实用性差的问题,设计了一种采用集成相位法测距原理的激光测距模块作为距离测量核心模块的激光测距仪,显著提高了顶底板移近量测量的检测精度和实时性。从器件选型、逻辑控制机制两方面详细介绍了降压转换电路、接口EMC电路、五位数码管显示电路、遥控电路、激光测距模块接口电路、通讯电路六部分电路原理图设计方案,以及测距仪的软件执行逻辑流程。测距仪进行了实验室和现场基本性能和功能试验,实验结果表明,测距仪具有检测精度高、煤矿顶底板测距实用性强的特点,满足设计需求。     

可门控单光子探测器在天文观测中的应用

天文观测中常常贵极微弱光信号的探测问题，望远镜接收到的光信号仅有很少的光子数甚至单光子，需要在噪声远远大于有用信息的不利情况下识别出有用的信号，受益于当代高科技的迅速发展，人们得以采用多种手段不断提高信号分离和探测能力。本文介绍了可门控型单光子探测器及其在云南天文台1.2m望远镜激光测距系统中的应用。     

HY-2卫星激光观测精密定轨技术

2011年8月16日发射的海洋二号(HY-2)卫星是中国第一颗海洋动力环境卫星,配备的卫星激光测距跟踪系统即作为HY-2卫星定轨基准系统,同时又是HY-2卫星定轨系统之一。本文较为详细地介绍了HY-2卫星激光观测、轨道预报和激光跟踪系统(SLR)定轨技术,并对SLR定轨结果进行了初步检验。     

差分信号时刻鉴别法的脉冲激光测距技术分析

高精度的脉冲激光测距系统一直都是激光测距领域的研究热点之一。测距误差的存在直接影响了激光测距精度的结果,利用差分信号时刻鉴别法的研究未见报道,因此对差分时刻判别法的研究具有重要意义。为了研究这一问题,对影响脉冲激光测距精度的因素进行了分析,可以认为幅度时间游动效应和上升时间游动效应产生的时间晃动是影响测距精度最主要的因素。通过分析可以看出,所设计的差分信号时刻鉴别电路能够有效提高测距精度,达到了设计要求。在实验测试中,差分信号时刻鉴别电路对70 m内不同距离的单次测距误差保持在9 mm以内,相比之下单端信号时刻鉴别电路的单次测距精度范围为[-12 mm,11 mm]。实验结果表明同单端信号单次测距误差相比,测距精度有了明显的提高。该方法可以为现有的如何提高脉冲激光测距精度技术提供参考价值。     

高重频脉冲激光测距回波处理技术研究

针对高重频激光测距中探测回波信噪比低、探测虚警率高等问题,提出了基于多脉冲信号迭加、脉宽匹配差分和平滑滤波以及三阶累积量谱估计的探测回波综合处理方法.实验及仿真结果表明,采用该方法处理后,可有效抑制探测回波中的噪声,提高探测回波的信噪比,从而提高了高重频脉冲激光测距的探测性能.     

基于传感器阵列的野外基线环境参数自动测量系统研制

为了保证野外测距精度,研制了一套环境参数自动测量系统,该系统通过在野外基线沿线布置密集的气温、气压与湿度传感器阵列,精确测量光路气温、气压及湿度等环境参数,进行空气折射率修正。采用μ-base测距仪在不同气候条件下进行验证实验,测量距离为144 m。实验结果表明,采用该系统测量环境参数,进行空气折射率修正,其修正误差引入的距离测量不确定度优于3.0×10^-7(k=2)。     

高精度事件计时器及其在卫星激光测距应用

高重复率卫星激光测距需采用事件计时方式记录激光发射和接收时刻,作为测距系统精密计时单元。本文介绍了事件计时器测量原理,以及上海天文台基于时间数字转换(TDC)和现场可编程门阵列(FPGA)所设计开发的高精度事件计时器。对该事件计时器性能进行了测试,计时精度优于10 ps,非线性误差在数皮秒内。利用上海天文台卫星激光测距系统,进行了事件计时器控制软件开发,对地面靶目标和卫星进行了观测。根据国际激光测距数据处理中心反馈,卫星测量误差达到国外同类事件计时器水平,满足卫星激光测距应用要求。