基于马赫增德尔调制器的相位式激光测距

为了提高相位式激光测距的精度,提出以马赫增德尔调制器作为外调制器,提高调制频率以提高测距分辨率。介绍了射频相位式激光测距试验装置的组成,该系统以小数分频锁相环产生1.5 GHz左右正弦调制信号,采用马赫增德尔调制器对光波进行强度调制,并以差分式测量的方法抵消温度引起的相位差漂移,将信号下变频后按相关法计算相位差。试验表明,由光电探测器噪声和电路噪声引起的相位差漂移小于0.15°,该测距装置的测距误差在±0.05 mm以内。     

一种简便实用的半导体激光器调制电路

半导体激光器是实用中最重要的一类激光器,它具有可直接调制的特点。本文介绍了一种简单有效的半导体激光器调制电路,给出了电路原理图,元件的选择原则,最后介绍了在非合作目标相位式激光测距系统中实现正弦调制的应用。     

高频相位激光测距系统的高精度鉴相

相位测距是一种非常重要的绝对测距手段,是大尺寸精密测量的重要保障。提高激光调制频率并采用高性能器件实现高频采样分析是提升相位激光测距精度最有效的方式之一。针对高性能器件的最大采样频率总是受限,难以满足高调制频率采样的难题,分析验证了欠采样方法用于相位测距的可行性,同时仿真分析了全相位傅里叶频谱分析法（allphase Fast Fourier Transform,apFFT）提高鉴相精度的优势。在此基础上,提出“欠采样+apFFT”的方法,并构建了激光相位测距的鉴相系统。当调制频率为201 MHz,欠采样频率为100 MHz时,系统鉴相精度高于±0.04°,对应的测距精度为±0.08 mm。实验结果表明,基于“欠采样+apFFT”的相位测距方法具有高精度、抗干扰能力强等优势,在科学研究与工程应用中具有重要价值。     

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。     

激光测距与光速测量实验方法研究

本文给出了采用相位式进行激光测距的实验原理,根据相位式激光测距原理提出了一种激光测距实验方法。在此基础上,通过对实验方法的调整,同时实现了对光速的测量,并对距离测量和光速测量测量的结果进行了误差分析。     

齿轮传动链故障监测系统的信号分析和研究

研究了故障监测系统和故障信息的调制和解调,根据有限长度调制信号的初相位,相位差及相位调制量,对机械故障进行实时监测,针对齿轮箱故障诊断和相应监测系统的设计应用,实现了远程对调相信号的解调和相位调制信号的提取,解决了PLC和微机齿轮传动链故障监测系统的数据监测,系统抗干扰及数据通讯中的一些问题。     

飞秒激光频域干涉测距相位信号分析与处理

针对飞秒激光测距频谱干涉条纹信号,分析了被测距离精度对于相位信息采集与处理要求,详细介绍了光谱分辨干涉测距的数据处理过程。根据测距信号干涉谱的数学关系,推导了被测距离求解公式。采用快速傅里叶变换和坐标旋转数字计算法进行光谱分辨干涉信号处理,经过时域信号的傅里叶变换、信号相位解包裹、加窗函数时域信号滤波等环节,分别对飞秒激光测距频谱干涉条纹信号中每个频率的相位值进行处理和变换。系统仿真中,离散频谱分析的幅值最大误差从36.3%降低到15.1%。经过比对实验,该法能实现飞秒激光测距信号有效处理。     

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。     

高速高精度实时相位式激光测距系统

为解决工业现场测量对高速实时精密测距的需求,设计并搭建了一套高速高精度的激光测距系统。系统采用双测尺同时调制的激光光源以及双路信号同步探测的信号处理技术,提高了系统测量速度以满足高速测距的需求;分析验证了欠采样方法应用于的高频信号测鉴相的有效性,基于欠采样可有效降低了鉴相处理电路的复杂度。采用201 MHz+3 MHz的双测尺调制光源及40 MHz的采样频率,结合收发光学系统及信号解算电路,搭建了高速激光测距系统;进行了激光测距系统的测量速度和测量精度实验。实验结果表明,该测量系统的测量速度可达62次/s,测距精度可达±0.2mm。该系统具有高速高精度的实时测量性能,可用于高精度激光扫描仪、动态跟踪测量等高速测距系统。     

减小振幅的相位调制方法研究

相位调制即通过控制激励的频率变化来控制激励和响应的相位差,以此控制系统振动能量变化。通过相位调制操作,振动系统加速过程中的能量减小,到达临界频率时振动能量较小,临界振幅随之减小。通过单自由度系统的数值仿真研究了振动系统振幅和激励与响应相位差的关系,并研究了相位调制方法的原理,验证了该方法在减小系统振幅上的有效性。     

基于VB的路面平整度检测系统数据采集界面设计

针对路面平整度检测系统中激光测距仪对路面尺寸进行测量,本文基于VB6.0设计出实用的数据采集界面.其中,利用VB中的MSComm控件实现激光测距仪与PC机的串行通信,并根据所用测距仪的技术参数将采集的十六进制数据转换处理为十进制数据,并予以保存.最后将设计的界面应用于实际检测.     

激光测距仪器维修训练系统的激励电压源设计

激光测距仪器维修训练系统可满足多种型号测距仪器的测试需求,而激励电源是该系统的关键部件。对基于USB总线的程控激励电压源进行了设计,可调电压源主要由ATmega16单片机与4通道数字电位器AD8403等器件构成,USB通信电路由ATmega16与PDIUSBD12构成,并且在Windows XP系统下开发了相应的WDM驱动程序。测试结果表明该激励电压源能够满足激光测距维修训练系统要求。     

电磁波测距中多辅频内积检相技术的仿真研究

结合多个辅助频率和向量内积检相方法在激光测距中应用的特点,提出了利用多辅频进行内积检相的方法来进行测距。从理论上对该方法进行了分析,并进行了计算机模拟。结果表明,所提出的方法可以解决测程和测量精度之间的矛盾,并且简化了激光测距系统中信号处理的软件和硬件设计。     

激光测距机低温测距性能实验设计

针对激光测距机-40℃工作温度性能测量要求,提出在常温下对低温激光测距机测距性能检测的方法,采用低温试验箱安装可加热的导电膜光学观测窗设计方案,叙述了实现激光测距机低温测距性能检测的初步实验结果和讨论,从而保证激光测距机出厂前的直接检测及标定。     

相位式激光测距谱分析鉴相的无偏改进

针对相位式激光测距中的鉴相误差,建立了谱分析鉴相的误差模型,提出了在数据预处理中引入希尔伯特变换来消除相位差估计偏差的测量方法.分析了传统谱分析鉴相的偏差和方差,指出这些测量偏差受初相位的影响,在高速测距中不容忽略.提出了一种无偏改进方法,通过窗函数法设计正弦信号的简易希尔伯特变换器,将离散傅里叶变换的对象转换为解析信号,在仅增加4次加减法运算和2次移位操作的情况下,实现了近似无偏谱分析鉴相.仿真分析和实验验证结果表明,鉴相均值与真实相位差相同;当信噪比为40 dB时,每秒百万次高速鉴相的误差为0.1°;当调制频率为100 MHz时,测距精度达到0.4 mm.实验表明,将希尔伯特变换应用于谱分析鉴相,可实现高准确度相位差测量,并可应用于高速相位式激光测距.     

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...     

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...     

AGV激光扫描防撞安全系统

安全保障装置是AGV作为运动中的动作功能机械的重要组成部分。本文介绍了一种基于脉冲激光测距的AGV安全防撞系统，该系统具有成本低，测量精度高等特点。