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无棱镜相位式激光测距系统的设计与实现

作　者: 陈祚海
导　师: 姜敏
学　校: 苏州大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 激光测距相位式测尺技术
分类号: TN247
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着科技的发展和测量的自动化程度不断提高,对距离测量的要求越来越高。在众多的测距载体中,激光因其具有高方向性、高亮度和高单色性等适合用于测距的优良特性在军事和民用测距领域中得到广泛应用;激光测距仪具有测量距离远、抗干扰能力强、非接触目标、测量速度快和测距精度高等特点。在诸多激光测距技术中,相位式激光测距由于其计算方便、体积小巧、测距精度高,被公认为是最有发展潜力的绝对距离测量技术。本文首先介绍了激光测距技术国内外发展现状以及激光常用测距技术;分析了综合相位式激光测距技术中的集中测尺技术和调制测尺技术,提出了一种容易实现、稳定可靠的新型测尺技术;在此基础上进行了相关的电路及软件设计,成功地制作了测距功能样机。在实际测试中不管目标是棱镜还是非棱镜都取得了良好的效果,达到了系统设计要求。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 引言  8-9
  1.2 激光测距技术的发展概况  9-12
    1.2.1 国外研究现状  9
    1.2.2 国内研究现状  9-10
    1.2.3 激光测距发展趋势  10-11
    1.2.4 存在的技术难题  11-12
  1.3 本文研究的主要内容  12-13
第二章激光测距技术分析  13-27
  2.1 常用激光测距技术  13-16
    2.1.1 脉冲法  13-14
    2.1.2 干涉法  14-15
    2.1.3 三角法  15-16
    2.1.4 相位法  16
  2.2 相位式激光测距原理分析  16-22
    2.2.1 相位式激光测距的原理  16-19
    2.2.2 相位式测距测尺技术  19-22
  2.3 半导体激光器的传输特性分析  22-27
    2.3.1 半导体激光器特点  22-23
    2.3.2 半导体激光器的传输分析  23-27
第三章系统方案及电路设计  27-41
  3.1 系统设计目标  27
  3.2 系统设计  27-28
  3.3 测尺方案  28-32
    3.3.1 精尺  29
    3.3.2 单一粗尺  29-32
    3.3.3 多把粗尺  32
  3.4 电路设计  32-40
    3.4.1 信号调制与发射  32-35
      3.4.1.1 电路实现  33-34
      3.4.1.2 电路工作原理  34-35
    3.4.2 激光信号接收电路  35
    3.4.3 光电转换电路  35-37
    3.4.4 射频放大电路  37-38
    3.4.5 射频信号解调电路  38-40
  3.5 光学系统设计  40-41
第四章测距算法及软件实现  41-52
  4.1 DFT 运算  41-44
    4.1.1 DFT 测相原理  41-43
    4.1.2 DFT 计算方法  43-44
  4.2 相位测量数据处理方法  44-47
  4.3 相位衔接及测试距离计算  47-49
  4.4 软件流程  49-52
第五章调试结果及分析  52-57
  5.1 安装与调试  52-54
  5.2 测试结果  54-57
    5.2.1 部件测试结果  54-55
    5.2.2 整机测试结果  55-57
第六章总结与展望  57-58
参考文献  58-61
攻读学位期间本人公开发表的论文  61-62
致谢  62-63

无棱镜相位式激光测距系统的设计与实现

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