發(fā)布時間：2018-01-06 07:26

  本文關鍵詞：基于差分光路的掃描式激光三維成像關鍵技術研究　出處：《北京理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：激光三維成像以原理簡單、主動非接觸探測、信息豐富等優(yōu)勢在航空、航天、環(huán)境監(jiān)控、地質測繪、數字城市建模等領域有著廣泛的應用。目前的激光三維成像基本都是在激光測距的基礎上通過一定的成像方式來進行探測,對比國內外研究現狀,我國主要存在測距精度較低、成像分辨率與成像效率不高且無法獲取大面陣APD探測器的問題,針對這些問題,本文設計了一種基于差分光路回波接收與MOEMS掃描成像相結合的激光三維成像系統(tǒng),在提高系統(tǒng)測距精度與成像效率方面做了一些有益探索,具體完成了兩方面的工作：1.分析現有激光測距方法,選擇適用于激光三維成像的脈沖法作為本文距離信息的獲取方式,分析脈沖法精度不高的原因,主要是回波時刻鑒別精度不高,課題組提出一種基于差分光路方法的脈沖激光測距方法,該方法通過雙通道接收回波并進行差分處理,將傳統(tǒng)的峰值時刻鑒別轉化為過零點時刻鑒別,能夠提高系統(tǒng)靈敏度,抑制背景噪聲,從而提高信噪比,提高測距精度。在理論與仿真分析下,設計并搭建了實際的測距系統(tǒng),首先驗證了最佳靈敏度與差分距離的關系。在最佳靈敏度條件下,通過實驗對比傳統(tǒng)方法與光路差分方法的測距結果,在相同背景噪聲情況下,基于光路差分方法的測距誤差的均方根由95mm減小至70mm,降低至73.7%。2. MOEMS以其體積小、精度高、速率快等優(yōu)勢是下一代激光三維成像掃描技術的發(fā)展方向,本文在研究MOEMS工作機理的基礎上,設計了基于MOEMS掃描器件的掃描激光三維成像系統(tǒng),配置了MOEMS硬件及外圍控制電路,對掃描控制算法進行了研究與設計,設計機械結構并搭建實驗系統(tǒng),基于該系統(tǒng)進行了三維掃描成像實驗,通過調節(jié)掃描步長,能夠獲取目標清晰圖像,為提高激光三維系統(tǒng)成像效率做了有益探索。
[Abstract]:Laser three - dimensional imaging is widely used in the fields of aviation , aerospace , environment monitoring , geological mapping and digital city modeling . MOEMS is the developing direction of the next generation laser three - dimensional imaging scanning technology with the advantages of small volume , high precision and fast rate . Based on the research of MOEMS working mechanism , a scanning laser three - dimensional imaging system based on MOEMS scanning device is designed , the MOEMS hardware and the peripheral control circuit are designed , the scanning control algorithm is researched and designed , the mechanical structure is designed and the experimental system is built , and the target clear image can be obtained by adjusting the scanning step size , so as to improve the imaging efficiency of the laser three - dimensional system .

【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN249
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本文編號：1386872