連續(xù)波激光雷達(dá)測(cè)距新方法的研究.pdf

1、隨著數(shù)字信號(hào)處理、集成電路等現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)測(cè)量技術(shù)的測(cè)量范圍，精度，速度，可靠性等都提出了越來(lái)越高的要求。上世紀(jì)60年代，激光的出現(xiàn)為激光測(cè)距技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作為一般測(cè)距系統(tǒng)中的理想光源，激光具有其他自然光線不具備的優(yōu)點(diǎn)，激光測(cè)距系統(tǒng)能夠達(dá)到更加優(yōu)異的性能。目前，激光測(cè)距儀的正在朝著小型化，數(shù)字化，方便快捷，人性化，高精度的方向發(fā)展，這就對(duì)相位法激光測(cè)距系統(tǒng)整體性能的提高提出了新的要求。
　　 本課題選

2、用半導(dǎo)體激光器作為光源，發(fā)射連續(xù)波激光信號(hào)。由于激光在傳播過(guò)程中產(chǎn)生衰減，接收到的激光信號(hào)比較微弱，設(shè)計(jì)一種能夠盡量多的接收到能量的光學(xué)系統(tǒng)是十分重要的，針對(duì)以上問(wèn)題，本課題采用了一種類似望遠(yuǎn)鏡式的光學(xué)系統(tǒng)。
　　 本文的主要內(nèi)容包括:
　　 第一部分對(duì)激光雷達(dá)的種類及工作原理加以分析，并比較了激光雷達(dá)與微波雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)介紹激光技術(shù)的原理以及對(duì)目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的論述，探討了激光測(cè)距技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。
　　

3、 第二部分對(duì)幾種常用的激光測(cè)距技術(shù)加以介紹，分析了相位式與脈沖式激光測(cè)距基本原理，著重分析了相位式激光測(cè)距，最后對(duì)各種測(cè)距方法的優(yōu)缺點(diǎn)加以比較總結(jié)。
　　 第三部分介紹了在相位式測(cè)量領(lǐng)域比較具有代表性且應(yīng)用廣泛的同步解調(diào)法、數(shù)字相關(guān)法、自動(dòng)數(shù)字測(cè)相法、向量?jī)?nèi)積法、FFT算法等主要的相位測(cè)量技術(shù)。
　　 第四部分總結(jié)了各種激光測(cè)距方法的發(fā)展現(xiàn)狀及不足，針對(duì)原有相位式激光測(cè)距系統(tǒng)存在的相位鑒別精度不高，系統(tǒng)復(fù)雜，抗干擾能力

4、不強(qiáng)等問(wèn)題，提出了單調(diào)制連續(xù)波激光測(cè)距和多頻激光測(cè)距這兩種相位式激光測(cè)距新方法，對(duì)這兩種測(cè)距方法的原理分別加以介紹，并驗(yàn)證了這里兩種方法在技術(shù)途徑上的可行性。通過(guò)VC6.0編程，進(jìn)行仿真計(jì)算，給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，OriginPro8對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并加以分析。
　　 第五部分對(duì)具有測(cè)距精度高、測(cè)量距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)的單調(diào)制連續(xù)波激光測(cè)距系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)，并對(duì)關(guān)系到系統(tǒng)性能的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了比較分析。最后，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，又在理論上分析