基于全相位快速傅里叶变换谱分析的激光动态目标实时测距系统

针对传统的激光测距仪测量速度慢、抗干扰能力低以及实时性差等问题,提出了基于并行数字信号处理器(DSP)的多通道发射和接收的测距系统。在系统中实现了多个调制频率激光的同时发射和同时接收,压缩了测量时间,避免了因目标运动造成的测量数据无法正确融合的问题;根据全相位快速傅里叶变换(FFT)获得的频谱信息,提出了一种将信号幅度谱按泰勒级数展开以求取频率泄露值进行频谱校正的方法。蒙特卡罗(Monte-Carlo)仿真实验证明,该方法较双谱线(Rife)法和能量重心法有较高的精度和良好的稳定性。系统中,AD转换器采样频率为937.5 kHz、进行全相位FFT变换的点数1024时,相位测量精度为0.003°,频率测量精度为0.033 Hz。实验证明,该系统能满足相位法测距系统对实时动态目标测距的需要。     

DC-30JG型相位式激光测距仪

大量程的精密测距对于国防和经济建设都是一项十分重要的工作.在激光出现以前,要同时实现高精度大距离测量是很困难的.激光出现以后,由于它有非常好的单色性、方向性(能量高度集中)和相干性,为制造测程大、精度高和白天作业的新型相位式光电测距仪提供了有利条件. 1971年,我厂和国家地震局武汉地震大队、总字706部队、京字122部队等单位共同协作研制成功了高精度、大量程的相位式激光测距仪──JCY-1型激光测距仪,填补了我国高精度测距的一项空白.DC-30JG型激光测距仪就是针对JCY-1型的缺点,我厂和总字706部队共同改型设计的.仪器的外形…     

数字相位测距仪信号源的研究与设计

在相位激光测距仪中,信号初始相位的相对稳定性对测距仪的测量精度非常重要.对于如何得到全同步的主振信号、本振信号、差频参考信号以及填充脉冲,给出了采用单片机控制频率合成器(DDS)直接数字频率合成芯片,直接滤波以及FPGA软件模拟DDS原理三种不同的方案,最后对这三种方案进行了比较.直接滤波法实现起来简单且成本较低,适合测量精度不是很高的系统.另外两种方案可用于测量精度较高的系统,但是成本较高.     

基于时间转换数字技术的激光测距仪设计

脉冲式激光测距仪通过测量激光脉冲的往返飞行时间来求得目标与测距系统之间的距离,而激光飞行时间的测量精度是影响测距精度的最关键因素;文章研究了激光回波信号处理电路,采用TDC_GP21(时间数字转换芯片)设计了时间间隔测量模块,详细介绍了TDC_GP21的测时原理与工作流程,设计的测距仪采用TMS320F2812作为主控芯片以提高系统的数据处理速度;实验结果表明,该激光测距仪结构简单,操作方便,测量范围为75 m~5 km,测量精度为±1 m,成本低,能够满足航空航天领域中对于空间目标的测距需求。     

基于正交调制的激光测距系统和解模糊方法

提出一种基于正交调制的激光测距系统,该方案与传统的二次混频方法相比,提高了相位测量精度并简化了系统的硬件设计,针对距离测量过程中的距离模糊问题,提出了一种基于超定方程组的距离解模糊算法,避免了对最优解的搜索,最后使用2台K60激光测距仪和3台基于本方案的测距仪在精度为0.18 mm的国家标准基线上进行对比试验,结果显示,测距时间少于1.8 s,平均测量误差在2 mm以内,在60 m的量程内测距标准差在1 mm以内,验证了该方案相比较传统的方法具有更高的测量精度和速度。     

基于正交调制的激光测距系统和解模糊方法（英文）

提出一种基于正交调制的激光测距系统,该方案与传统的二次混频方法相比,提高了相位测量精度并简化了系统的硬件设计,针对距离测量过程中的距离模糊问题,提出了一种基于超定方程组的距离解模糊算法,避免了对最优解的搜索,最后使用2台K60激光测距仪和3台基于本方案的测距仪在精度为0.18mm的国家标准基线上进行对比试验,结果显示,测距时间少于1.8s,平均测量误差在2mm以内,在60m的量程内测距标准差在1mm以内,验证了该方案相比较传统的方法具有更高的测量精度和速度。     

一种变频相移干涉测量的相位提取算法

相位提取的精度直接影响相移干涉测量的精度。在变频相移干涉测量中,相移量由干涉腔长和波长变化量决定,必须对测试系统进行相位标定,但常因相位标定不精确而引入相移误差,影响相位提取的精度。运用一种基于迭代的相位求解算法,该算法无需对测试系统进行相位标定,可以在被测相位和相移量均未知的情况下,通过交替迭代法求解出被测相位。通过仿真比较了传统四步相移和基于迭代的相位求解算法的相位提取精度,结果表明,基于迭代的相位求解算法的相位提取精度优于传统四步相移算法的精度。     

平行光干涉投影三维形貌恢复方法

传统傅立叶变换轮廓术多采用散光斜式投影,需要满足4个约束条件才能得到较为准确的相位与高度映射关系,并且散光投影带来的相位非线性二次项误差也会降低形貌恢复精度。为了能在欠约束条件下减少相位非线性误差的影响,建立了基于平行光干涉投影下的普适模型。平行光干涉投影下的参考平面相位沿着x轴呈线性变化,相位分布较散光或倾斜式投影更具准确性。对比分析了散光及平行光投影下被测物体的恢复情况,实验结果表明,新模型在欠约束条件下,具有较高的灵活性和可操作性,恢复精度良好,相对误差为1.1%。     

基于低通滤波的相位掩模干涉图相位解调方法

 传统的四步相移算法在分析相位掩模干涉图时存在相移值误差、分辨力降低和相干噪声等不足,从而影响了动态干涉仪的性能。为了提高相位掩模干涉图的分析精度,提出了一种基于低通滤波的相位解调方法。该方法根据相位掩模引入相位的空间频率远大于被测相位空间频率的最大值,采用低通滤波的方法提取相位信息。数值分析结果表明,该方法的精度高于传统四步相移算法。分析干涉图的信噪比,合理选择低通滤波器,可进一步提高相位解调的精度。     

单通道分光测色仪的数据采集技术

介绍了一种利用光电倍增管作为探测器的光栅扫描式单通道分光测色仪的单片机电路设计和利用C语言程序直接对串口芯片的寄存器进行读取操作的数据采集技术。给出了仪器中的下位机(8051单片机)和上位机(PC机)的软件设计思想。实验测得的结果证实了该仪器具有很高的测量精度。     

矩形点阵法测量激光测距机瞄准轴与接收轴一致性

针对激光测距机瞄准轴与接收轴一致性的测量，提出了一种新的方法——矩形点阵法，并通过大量的实验验证了此方法的可行性。通过对结果的计算和误差分析，确定了此方法能够使激光测距机的发射次数在50次以内，测量精度达到10″以内。为激光测距机瞄准轴与发射轴平行性的自动测量提供了一种途径。     

高准确度多频调制激光测距算法研究

针对传统的激光测距仪测量准确度低、实时性差等问题,结合正交相位检测和坐标旋转数字式计算机角度解算方法,设计了一种多频激光测距系统.系统中采用改进的正交算法对噪音环境下的测距相位差的正切值进行计算,再通过坐标旋转数字式计算机角度解算方法计算出测距相位差,该方法有效地提高了测距准确度并大大降低了系统的运算量.在采样频率500 MHz、计算字长16位、回波信噪比14 dB时,测量范围为150 m,相位测量误差为0.026 4°,距离测量准确度达到0.11 mm.     

Passive ranging and three-dimensional imaging through chiral phase coding

We present a method for single-image passive ranging and three-dimensional (3D) imaging in incoherent light based on chiral phase coding. A chiral linear phase variation across the aperture of an optical system results in a frequency response with a characteristic pattern of fringes such that the spatial period and inclination of the pattern depend on the focusing error. From this dependency, the absolute focusing error and, hence, the distance to the object can be found. In the experiments a resolution of ~1.4 μm is achieved with a 20 mm aperture lens in a 4 mm interval at a distance of 140 mm from the lens. A resolution of ~0.7 mm is obtained at a distance of ~11 m with the range finder employing two 25.4 mm spherical mirrors spaced apart by ~140 mm. We also demonstrate 3D imaging of weakly textured objects.     

脉冲激光测距机性能综合测试技术

提出利用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方法进行激光测距机最大测程测试,利用精密光电延时与激光回波模拟技术相结合的方法实现对测距机测程范围、测距精度、选通范围及精度、距离分辨力等主要性能参数的室内模拟测试。对测试原理进行了论述,并对激光测距机的实验数据进行了分析。实验结果表明:利用所提出的综合测试技术可实现对脉冲激光测距机多个主要性能参数的准确测试,为客观评价激光测距机的性能提供了可靠的测量数据。     

Estimation of the Influence of Electromagnetic-Wave Scattering by a Circular Array of Capacitively Loaded Monopoles on the Accuracy and Resolution of the Phase Direction Finder

The influence of the field reflection in an antenna system on the accuracy and resolution of the phase direction finder is studied on the basis of solving the problem of electromagnetic-wave scattering by a circular array of monopoles with capacitance loads in the form of thin metal discs located near an infinite perfectly conducting plane. We formulate proposals on the choice of the number of antenna elements and the array radius, which ensure the potential accuracy and resolution of the direction finder for meter wavelengths.     

航空发动机在线振动监测系统的开发

立体仓库堆垛机定位控制中由于测量产生的误差,如编码器存在累积误差的缺陷,激光测距仪因震荡等不确定因素产生误差,严重影响堆垛机的定位精度。针对堆垛机此类定位控制精度问题,采用组合定位的控制方法,即双闭环控制方法。粗定位与精确定位结合使用,在低速段用精定位反馈,提高定位精度。最后对堆垛机的定位误差进行了分析,结果满足控制系统的要求。实验证明,该方法很好的实现了立库堆垛机运行的精确定位问题,定位精度在3㎜范围内,符合定位要求。     

一种新型激光测距机检测仪

提出在环境应力条件下，室内检测激光测距机性能的专门仪器－激光测距机检测仪，并论述该仪器的构成，设计要点及应用范围。     

影响消光比测试精度的主要因素分析

介绍了脉冲激光测距机消光比测试系统的功能和结构。对影响脉冲激光测距机消光比测试精度的主要因素逐一进行了分析。结果表明 ,用消光比测试方法考核验收脉冲激光测距机的最大测程和整机测距灵敏度 ,替代现行的在野外对特定目标的实际测距考核和验收 ,有效地克服了气象差异对测量精度的影响和地形条件对测试工作的限制     

湖北久之洋红外系统有限公司

湖北久之洋红外系统有限公司成立于2001年，是专门从事红外热像仪、激光测距仪等光电传感器及光电系统的研发、生产、销售、技术咨询和服务的高科技企业。公司长期致力于红外成像技术研究，在国内率先研制出非制冷焦平面红外热像仪、中波制冷型红外热像仪、长波制冷型红外热像仪、人眼安全激光测距仪等产品。     

高精度多脉冲激光测距回波检测技术

针对远距离激光测距机回波信号脉宽强度特征和噪声的统计特性,提出了一种高精度多脉冲激光测距机的回波信号检测技术。采用时钟移相分配方式实现了400 MHz高速信号采集及数字化处理,提高了回波脉冲的检测精度。采用ARM嵌入式高速核处理器进行数据算法处理,完成了滤波降噪、自适应门限检测和多帧相关检测等功能,使回波信噪比提高了7.6 dB,达到远距离精确获取目标距离信息的目的。