基于CPLD的精确模拟激光回波技术

介绍一种简单实用的激光测距机测距精度的检测方法。在研制的检测仪中,使用CPLD实现精确模拟激光脉冲回波信号,具有精度高、设计灵活、性能可靠等优点,对其实现过程进行了详细描述。     

激光测距机故障机理及维修训练平台研究

维修训练是装备教学保障的一项重要内容,武器装备的现代化对维修训练工作提出了新的要求.根据激光测距机的工作环境特点和故障发生机理,将故障设置技术与单片机技术进行融合,采用测距机实物结合单片机模拟控制的方法设计、制作了激光测距机的维修训练平台.通过维修训练平台可以实现激光测距机常见故障的设置,并在故障码的指引下引导受训人员...     

高精度激光动态测试技术初探

在激光测距技术的研制中，主要采用了地面探测技术，对测距技术的各项指标进行了测试和研究。在此基础上，通过对激光测距技术的深入研究，建立了一套高精度的激光测距系统，并对其误差因子进行了全面的分析，从而达到了对激光测距机的精确测量。与传统的测距技术相比，激光测距仪的优点是：一是测量准确率高；二是仿真距离动态范围较大。实验结果显示，高精度的激光动态测量系统可以在16～28km的距离内进行测量，并且具有0.16m以上的精度。高精度的激光动力试验系统操作简便，应用广泛。高精度的激光动态测量系统可以很好地满足目前各类激光测距设备的要求。     

卫星激光测距中接收光路光机结构设计

在卫星激光测距过程中,需要在跟踪卫星的同时完成激光测距,为了能实现全天候的测距工作,白天卫星激光测距的探索具有重要的意义.对中、高轨卫星测距时,反射同来的激光能量非常少,因此必须采用大口径的望远镜进行接收.在研制某型号卫星激光测距的项目中,为了保证MEO、GEO和IGSO的成功测距,选用口径为φ1000 mm的主光系统,在第一像面前采用分光棱镜光谱分光的形式,实现了跟踪卫星和激光测距任务的同时完成,并且扩展了白天光束监测光路,使系统具备了全天候测距功能.实践证明,光学系统成像质量良好,机械结构设计合理、紧凑,成功地实现了对中、高轨卫星的测距.     

脉冲激光测距中信号处理系统嵌入式设计与实现

脉冲激光测距是一种技术先进、应用广泛的测距技术。介绍采用嵌入式设计实现基于脉冲激光测距原理的测量系统,着重论述了以可调节增益放大器和高速模数转换器为基础的电路设计,给出了硬件和软件的设计方法,实现了高精度时间间隔测量,并研制了专用的嵌入式检测仪器,具有良好的测距效果。该电路成本低、测量精度高,特别适合于大批量生产、低成本要求的应用。     

利用信号拼接提高调频连续波激光测距系统的分辨力

提出了一种对等频率间隔的采样信号进行拼接来提高调频连续波激光测距系统的测距分辨力的方法。研究了调频连续波激光测距的原理,设计搭建了基于一种双干涉系统的光纤调频连续波激光测距系统。利用辅助干涉系统产生的时钟信号对测量干涉系统的信号进行等光频间隔的采样,然后对采样信号进行拼接。使用LabVIEW设计了信号错误检测处理、采样和拼接的信号处理系统。利用该测距系统进行了实验验证,结果显示,将等光频间隔的采样信号进行拼接的方法可以突破激光器扫描范围的限制,减少光源非线性的影响,从而提高系统的测距分辨力。得到结果表明,在测量距离为8.7m时,该系统的测距分辨力可达70μm,30组测量结果的重复性标准差为35μm。     

服务机器人激光测距组件的环境可靠性模型 及其定量评价方法研究

服务机器人行业发展迅速,其核心零部件激光测距组件可靠性直接影响整机性能。本文基于服务机器人的应用环境,对激光测距组件工作特性进行研究,建立了测距组件普适的环境可靠性模型及其试验评价方法。以测距精度作为研究对象,以可靠性评价因子Rs作为评价指标,提出了测距组件可靠性函数通用表达式。采用自主搭建的测距精度检测平台,对5种型号的组件样品进行了测距精度环境可靠性试验及定量评价。评价结果显示仅有1款样品的Rs值小于1,表明其环境可靠性水平较高;其他4款样品在防水防尘及盐雾试验后的Rs均大于1,存在失准或失效现象,暴露了产品在设计及应用中的薄弱环节。试验及评价结果进一步验证了环境可靠性模型及其定量评价方法的通用性及可行性。     

卫星激光测距中白天测距的分析与实现

卫星激光测距是一项重要而实用的技术,由于白天背景噪声大约是夜间的100万倍,国际上大多数观测台站的卫星激光测距工作都是在夜间进行的。成功实现对激光测距卫星的白天测距,将有助于卫星精密定轨和地球动力学等相关领域的研究,是一项非常重要和有意义的工作。在研制某卫星激光测距项目中,为了完成对MEO(middle earth orbit)、GEO(geostationaryearth orbit)和IGSO(inclined geosynchronous satellite orbit)的白天测距,针对大口径接收望远系统设计和白天背景噪声抑制两大技术难点,进行了详细的分析和论述,提出了采用18点轴向支撑和柔性径向支撑方案解决了大口径主镜的支撑问题,采用空间滤波、光谱滤波和时间滤波技术解决了白天背景噪声大的问题。实践证明,该套系统成功地实现了对GEO卫星的白天测距,白天测距成功率达到了77.5%,测距精度达到了2.6 cm,系统的白天测距能力达到了国际领先水平。     

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。     

提高相位激光测距精确度的研究

提出了提高相位激光测距测量精度的方法，给出了用两个频率进行相位激光测距时的测量方法，解决了单一频率测量的矛盾，扩大了测量范围，达到了测距时高精度、大范围的工程应用要求。     

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。     

正交调制降频相位式激光测距

为了提高激光测距的精度与稳定性,通过改良传统相位激光测距仪,设计了新型正交调制降频与最小二乘法解相位的相位式激光测距仪。使用反射镜实现内外测距光路,通过正交调制技术对发射激光进行幅度调制,接收模块接收到的回波信号经过混频器后再经过低通滤波器将回波信号降频,降低解相难度并提升解相精度。改用分时测量得到距离相位从而消除二次混频方法所产生的附加相移,分别对内外光路低频回波信号采样进行模数转换后使用最小二乘法求解相位。采用多频率调制测量兼顾激光测距范围与测量精度,最后通过超定方程解模糊算法求解多频测距的待测距离。在国家标准基线上进行样机测试,实验结果表明,在60m量程内正交调制激光测距仪的测量平均误差控制在1.5mm以内,测距量程内标准差保持在0.9mm以内。     

一种实现锌电解多功能起重机全自动运行的方式

为了解决在锌电解生产工艺中桥式起重机准确定位难、定位操作效率低、自动化程度低等问题,通过采用激光测距仪和绝对值编码器进行位置信号采集、使用工控机和可编程序控制器、以及ProfiBUS DP现场总线控制系统,实现闭环控制,设计了一套能全自动运行的锌电解生产专用起重机系统。实际使用表明,该系统完全能实现锌电解工艺中桥式起重机的全自动运行,且运行平稳、定位精准、生产效率明显提高。     

基于二分束的三角法激光测距研究

为了实现激光测距仪小型化和低成本制作,提出了一种新型的基于高斯光束二分束的三角法激光测距方法,采用双PIN管探测器来替代传统三角法激光测距系统中的CCD或PSD光电检测单元,实现光束的二分束;利用光度学和高斯光束理论,推导出两分束的光功率比与待测距离及发射角的关系,并通过数值计算获得其关系图,进而通过测量分束比计算出目标距离。试验结果表明,本方法具有结构简单、精度高、对目标物颜色深浅不敏感等优越特性,并具有良好的应用前景。     

激光测距仪中基于脉冲电流供电的高精度温度控制系统

半导体激光器及雪崩光电二极管作为激光测距仪中发射和接收系统中的关键器件,温度对其性能的影响限制激光测距仪的测量精度。而且二者均为小功率器件,精密测温电路中采用Pt电阻测温时,Pt电阻的自热效应产生的测温误差不能忽略。基于此,在对Pt电阻测温的误差产生机理做详细分析的基础上,提出了一种新的脉冲电流供电的方案,建立了脉冲电流供电电路及其自热升温过程的数学模型,给出了脉冲宽度和热量积累的关系,通过合理控制脉冲宽度大大减小了自热效应引起的测温误差;使用高阶正交多项式拟合的方法对Pt电阻的非线性进行了补偿,给出了该系统温度测量模块测量数据与一级标准铂电阻温度值的比较实验,在不同的温度点,该温度测量系统的最大误差为 0.0006度。系统稳定性测试结果表明,该系统在0度到15度 的温度范围内各温度点控制稳定度均优于±0.005度 。     

基于一维激光测距仪的室内移动机器人定位

提出了一种利用安装在云台上的一维激光测距仪对移动机器人进行定位的方法.首先将机器人坐标系建立在云台上,并建立室内固定的参考坐标系,利用云台获取的旋转角以及一维激光测距仪采集到的距离信息对云台和一维激光测距仪标定.由激光测距仪扫描得到参考坐标系三轴上的三个点A、B、C求得移动机器人在室内参考坐标系下的定位.实验证明,该方...     

相位激光测距试验系统的研究

介绍了相位激光测距试验系统,分析了相位激光测距的基本原理及系统试验方法,对系统进行激光调制频率试验,由显示器显示出调制波形。     

基于PSD的激光测距仪及其在空间机器人上的应用

对PSD的误差来源及其补偿方法进行理论分析和实验研究;设计了基于PSD的三角法激光测距仪.测距仪安装在空间机器人的腕部,在机器人工作时对距离和机械手腕的位置与姿态进行检测,激光器发出的鲜亮的红色光斑可作为机器视觉的基准.     

基于Ad Hoc移动无线自组网的钢包液位测量系统研究

在钢包液位测量中应用Ad Hoc移动无线网络和激光测距技术，6个站点自组成一个临时性的Ad Hoc网络，一台激光测距仪用来测量钢包液位高度。各站点采用MCS-51单片机或工控机组成，可以实现对激光测量数据的实时传输、处理以及对测量点的任意控制。MAC层采用载波监听多路访问接入协议CSMA，退避算法采用非坚持算法。在DSDV和DRS协议基础上自行设计了无线自组网路由协议。编制了测量站点和激光测距仪之间的数据通讯软件。实验结果表明网络运行良好。