收藏本站
《同济大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

相位法激光测距仪设计及其关键技术研究

丁燕  
【摘要】: 激光测距是解决在实际测量中需要人工跑尺,以及在人无法到达的地方进行安全测距工作的有效方法之一。通过测量“调制光波”往返于被测距离上的相位差,能非常精确、方便地测出被测距离的实际值。 激光方向性强、单色性好、相干性好,这些特点使其成为测距的理想光源。半导体激光器功耗小、体积小、光源和调制器合为一体,这些特点使其成为测距的最佳选择。当代电子技术的发展,使得对相位差的测量可能达到非常高的精度,故而相位法测距成为激光测距中的首选。将激光的强度用低频信号进行调制发射,距离信息就隐含在从目标物反射回的调制光波的相位信息中。测出发射与接收光波之间的相位差,通过适当的换算,即可得到待测距离的实际值。 通过对几种现有激光测距技术的分析与比较,综合不同技术的性能优劣,提出了应用相位式激光测距原理的系统设计目标。在此基础上,介绍了相位式激光测距仪的基本原理以及多测尺原理,并且提出了本测距系统的硬件实现框图以及搭建了激光发射部分和激光接收调理部分的一系列电路。在实现相位式激光测距系统各模块功能的同时,尽可能地简化了硬件设计,从而降低了成本。 在系统的信号源部分,利用DDS(直接数字频率合成)技术替代PLL(模拟锁相环)技术,产生主振和本振两路正弦信号对激光二极管进行调制。该技术具有频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续等突出优点,使得输出信号频率稳定性高,兼顾了系统测程和精度的要求。在实现各部分电路功能的同时,在理论上计算和分析了信号通过各部分电路的信噪比变化。为进行整个系统的误差分析以及提高测距精度奠定了基础。
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN249

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王德,李学千;半导体激光器的最新进展及其应用现状[J];光学精密工程;2001年03期
2 梁芳,强锡富,孙晓明;一种简便实用的半导体激光器调制电路[J];光学精密工程;1999年01期
3 金宁,汪伟,翁剑枫,张增耀;用于相位法激光测距的电路系统设计[J];光电子.激光;2001年08期
4 曾毓敏,陈家璧;数字测相误差的几点讨论[J];南京师大学报(自然科学版);1997年01期
5 李田泽,李增祥,孙永伟;激光测距系统的设计[J];计量技术;2003年03期
6 金宁,汪伟,张增耀,黄咏梅;高精度数字检相电路设计[J];中国计量学院学报;2002年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 季长路,张家钰;激光基准信标仪中CPU及其控制原理的分析与设计[J];安徽机电学院学报;2000年02期
2 郑敏;一种加有延时的掉电数据保护电路[J];安徽技术师范学院学报;2005年03期
3 江巨浪;吴昭方;郑江云;丁宪锟;;《模拟电子技术》教学改革初探[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2006年01期
4 张勇,刘海江;微机控制红外双色测温仪[J];鞍山钢铁学院学报;1995年04期
5 常胜利,陈哲,胡永明,韩泽;用于光学相位检测的数字信号处理系统[J];半导体光电;1999年03期
6 邹德恕,廉鹏,张丽,王东凤,杜金玉,刘莹,韩金茹,徐晨,高国,沈光地;980nm半导体激光器远场特性的优化[J];半导体光电;2002年04期
7 吴根柱,齐鸣,何友军,张永刚,李爱珍;半导体激光器腔面镀膜研究[J];半导体光电;2003年03期
8 周震,黄永清,任晓敏;晶片键合技术及其在垂直腔型器件研制中的应用[J];半导体光电;2003年04期
9 刘刚明,武斌;808nm大功率准连续LD阵列[J];半导体光电;2004年06期
10 江绍基,马云飞,佘卫龙,王自鑫,朱析,蔡志岗,李宝军;近红外光学膜厚监控系统的研制[J];半导体光电;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王佳元;罗峰;孙泽昌;;红外光电传感器在自动寻迹小车中的应用[A];中国汽车工程学会汽车电子技术分会第七届(2006)年会暨学术研讨会论文集[C];2006年
2 丁嘉俊;;EDFA的应用和发展[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
3 赖先主;张宝富;徐智勇;谢畅;;ROF技术及其应用[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
4 王伟Bai;王志功;王蓉;徐建;;155Mb/s大动态范围AGC跨阻放大器的设计[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
5 唐宇;王洪;;光子晶体光纤的特性研究及其应用[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
6 袁浩;;一种嵌入式多功能声纳信号发生器的设计与实现[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
7 孙智娟;徐杜;;基于线阵CCD的印刷标志智能检测方法研究[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年
8 汤清伟;;长度计量仪器测距指标处理系统的开发运用[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十一次学术信息交流会论文集[C];2007年
9 汤清伟;;光电测距仪周期误差分析[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十一次学术信息交流会论文集[C];2007年
10 钱凌轩;施鹏程;陈建国;冯振中;;激光二极管阵列高阶侧模的外腔锁定[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王军;低噪声放大器模块化分析与设计的等效噪声模型法的研究[D];电子科技大学;1999年
2 郭元术;故障诊断中的信号分析和应用研究[D];长安大学;2000年
3 李清军;新型多媒体视频判读技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
4 王权陡;计算机控制离轴非球面制造技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
5 洪治;改善高功率半导体激光器相干特性的研究[D];浙江大学;2001年
6 陈皓;超高压输电线路暂态电流保护的研究[D];重庆大学;2001年
7 赵焕东;相位测量轮廓术的理论研究及应用[D];浙江大学;2001年
8 吴新民;光干涉测试中的抗振技术研究[D];南京理工大学;2002年
9 聂伟荣;多传感器探测与控制网络技术——地面运动目标震动信号探测与识别[D];南京理工大学;2002年
10 方卓毅;基于辐射吸收的火焰温度计算机断层扫描摄影测量研究[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张红苹;基于超声的船舶吨位检测技术[D];河海大学;2006年
2 张建文;基于DDS的扫频信号发生器的研究与实现[D];西北工业大学;2005年
3 张大勇;红外导引头对入射激光的后向反射特性研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2000年
4 王臻;直接数字线性调频信号产生技术研究[D];中国科学院空间科学与应用研究中心;2000年
5 陈光武;高速公路追尾碰撞预防报警系统开发研究[D];长安大学;2000年
6 朱友良;便携式卫星天线测试仪的研究[D];山东师范大学;2000年
7 邱瑜;用于研究聚合物在剪切场下相结构的激光分析系统[D];四川大学;2000年
8 权义宁;任意波形发生器系统与软件设计[D];西安电子科技大学;2001年
9 朱顺平;双频激光测量系统在测绘仪器检定中的应用[D];解放军信息工程大学;2001年
10 赖万玖;PSD在三维测量中的应用研究[D];电子科技大学;2001年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙懋珩;丁燕;;雪崩光电二极管在相位式激光测距仪中的应用[J];电子测量技术;2007年02期
2 朱小勇,丁康;离散频谱校正方法的综合比较[J];信号处理;2001年01期
3 杨晖,曲秀杰;图像分割方法综述[J];电脑开发与应用;2005年03期
4 金宁,汪伟,翁剑枫,张增耀;用于相位法激光测距的电路系统设计[J];光电子.激光;2001年08期
5 刘凤英,王艳辉,李桂琴;半导体激光器发展概论[J];物理与工程;2000年06期
6 丁国庆;光通信用高速长波长APD结构优化与最佳光倍增[J];光通信研究;2000年05期
7 王德,李学千;半导体激光器的最新进展及其应用现状[J];光学精密工程;2001年03期
8 任爱芝,鲜浩;激光测距仪数据采集[J];华北工学院学报;2003年01期
9 黄震;刘彬;;并行计数法脉冲激光测距的研究[J];激光与红外;2006年06期
10 王英;张敏明;邓国华;;一种小型二极管泵浦固体激光测距仪的发射和接收电路[J];激光杂志;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 唐亮;城市航空影像关键地物提取技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭孝东;基于APD的红外极微弱光探测器的设计及相关特性研究[D];广东工业大学;2005年
2 吕晓玲;半导体激光测距接收系统研究[D];长春理工大学;2006年
3 王轶;基于DDS+PLL技术的高性能频率源研究与实现[D];国防科学技术大学;2004年
4 高嵩;数字鉴相式激光测距系统几个关键问题的研究[D];大连海事大学;2007年
5 张加良;相位法激光测距仪的研究[D];西安电子科技大学;2006年
6 付宝臣;高精度激光测距仪硬件电路研究[D];南京理工大学;2007年
7 黄震;脉冲激光测距接收电路与计时方法研究[D];浙江大学;2004年
8 宋敏;远程激光测距控制系统的设计与研究[D];四川大学;2004年
9 王瑞;大气激光通信光学系统设计和分析[D];西安理工大学;2005年
10 鲁标;DSP技术在激光测距仪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 牟琼;光纤陀螺的研究现状与发展趋势[J];半导体光电;1994年02期
2 李学千;半导体激光器的最新进展及其应用[J];长春光学精密机械学院学报;1997年04期
3 付有余;激光测距与跟踪系统低噪声电子设计方法[J];光学精密工程;2000年03期
4 张景旭;激光威胁源告警定向技术研究[J];光学精密工程;2000年04期
5 张处武,胡学同;精密相位激光测距仪的设计[J];激光杂志;1998年06期
6 谭显裕;军用光纤陀螺的发展、关键技术和应用前景[J];现代防御技术;1998年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 舒嵘 ,赵淑华 ,薛永祺;激光测距-成像组合扫描仪多源数据采集技术的研究[J];遥感学报;2002年02期
2 朱璇;周巍;王健;;辅助激光测距的共视法站间时间比对[J];测绘工程;2009年04期
3 李荣旺;李语强;;云南天文台的精密定轨系统[J];天文研究与技术;2010年04期
4 宋正方;大气中激光测距的几个问题[J];中国激光;1977年05期
5 冯初刚,朱元兰,张飞鹏;用lageos1和lageos2激光测距资料联合解地球定向参数[J];天文学报;2003年02期
6 张捍卫,吴斌,许厚泽;10~(-12)秒精度激光测距问题的理论研究[J];地球物理学报;2004年04期
7 陈千颂,赵大龙,杨成伟,潘志文,霍玉晶;自触发脉冲飞行时间激光测距技术研究[J];中国激光;2004年06期
8 宋增扬;解读珠峰新高程[J];地理教育;2005年06期
9 ;我国首台激光测距天文望远镜日前安装成功[J];光机电信息;2009年03期
10 张文昭;汤锡生;李勰;高健;陈黎;;亚分米级精密定轨的探索[J];北京师范大学学报(自然科学版);2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李欣;郝兴华;郑少怀;郭唐永;邹彤;王战锋;;武汉人卫站的kHz激光测距实验[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
2 黄震;徐国雄;倪旭翔;陆祖康;;数字相关检测技术扩大脉冲式激光测距测量范围的研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
3 于沛玲;王竹刚;沈明;;航天测距系统中测距信号的产生[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十四次学术会议论文集[C];2001年
4 冯初刚;朱元兰;张飞鹏;;用LAGEOS-1和LAGEOS-2激光测距资料联合解地球定向参数[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
5 付永领;王宇宁;;基于DDS技术的超声波电机驱动器研究[A];中国航空学会液压气动专业2005年学术讨论会论文集[C];2005年
6 刘志明;李哲英;;基于USB总线的任意波形发生器研究[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
7 刘松柏;;相位截短对DDS输出频谱的影响[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
8 李琳;王松;张尔扬;;直接数字频率合成的TMS320C31实现[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
9 徐伟;鲍景富;廖汗青;刘虹;;DDS噪声分析及设计[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
10 胡玮;蒋大钢;邓科;陈彦;幺周石;;无线激光通信与测距一体机的测距精度分析[A];2008年激光探测、制导与对抗技术研讨会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李薇;“神舟”四号轨道舱遨游太空 我国成功对其进行激光测距[N];中国测绘报;2003年
2 ;为了蔚蓝的天空[N];大众科技报;2006年
3 ;陆军战力及发展图谋[N];世界报;2006年
4 彭兵根 记者 孙兆秋;“挺进一号”起死回生[N];解放军报;2009年
5 记者 张汨汨;严格训练,背后是以人为本[N];新华每日电讯;2009年
6 王莲萍 徐建军;为了天空的蔚蓝[N];中国妇女报;2006年
7 王莲萍 李含德 李卫芳;为了蔚蓝的天空[N];中国航空报;2004年
8 王会甫特约记者 魏国;“走麦城”唤醒思路转变[N];解放军报;2008年
9 本报记者 钱晓虎;阅兵村里的“科技元素”[N];解放军报;2009年
10 本报记者 祖铁楠;高功率半导体激光器研制寻求突破[N];中国电子报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾方秀;多频调制的相位法激光测距中若干关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 刘承志;人卫运动方程的数值解法及激光测距技术在精密定轨中的应用研究[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2002年
3 王庆东;硬盘读写通道伺服信号检测关键技术研究[D];华中科技大学;2007年
4 石雄;直接数字频率合成技术的研究与应用[D];华中科技大学;2007年
5 庄严;移动机器人基于多传感器数据融合的定位及地图创建研究[D];大连理工大学;2004年
6 张志勇;飞行目标位置和姿态光电测量技术的研究与应用[D];电子科技大学;2008年
7 赵帅;基于Si PM光子计数器的激光主动探测技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
8 朱宏辉;基于知识驱动的拟人智能控制系统若干关键技术研究[D];武汉理工大学;2006年
9 朱凤春;移动机器人导航与环境建模问题研究[D];山东科技大学;2007年
10 蒋荣欣;多机器人编队导航若干关键技术研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁燕;相位法激光测距仪设计及其关键技术研究[D];同济大学;2007年
2 曾宪文;车辆智能主动型安全系统[D];重庆大学;2004年
3 胡冰;嫦娥工程中激光测距技术的研究[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2008年
4 谢红;房屋套内面积测量仪的设计[D];武汉理工大学;2004年
5 刘国光;基于方波的相位式激光测距系统的研究[D];浙江大学;2004年
6 王锋;基于AD9854芯片的S波段雷达高度表信号源设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2005年
7 陈爽;基于FPGA的数字合成信号发生器[D];贵州大学;2007年
8 陈凌云;C波段频率合成源的研制[D];南京理工大学;2005年
9 雷晓华;基于DDS的LFMCW雷达波形发生器设计与实现[D];电子科技大学;2005年
10 高嵩;数字鉴相式激光测距系统几个关键问题的研究[D];大连海事大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026