【摘要】：大空間精密坐標測量是重大裝備的制造,裝配與科學研究的重要基石,在航空航天,國防工業(yè),空間科技等領域占據(jù)著舉足輕重的地位。高精度,實時,自動化以及大范圍現(xiàn)場測量已成為大尺寸空間坐標測量發(fā)展的熱門趨勢。作為一種先進的激光測距方法,調(diào)頻連續(xù)波激光測距具有高分辨率,高精度,測距范圍大及可實現(xiàn)無合作目標的非接觸測量等優(yōu)勢,因而其在激光測量領域頗受青睞。與脈沖法和相位法等常用無合作目標激光測距方法相比,它具有更高的測距精度及測距分辨率,因此在10~100米的大尺寸空間坐標測量中具有更好的應用前景。就調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)而言,其測距原理的深入研究及探究能實現(xiàn)更高測距精度及分辨率的信號處理方法,是當今激光測距領域研究的主要方向之一。本文主要工作如下:1.基于大尺寸空間定位需求,設計了激光雷達單目視覺目標捕獲系統(tǒng)及實現(xiàn)目標點捕獲的流程;在已有轉(zhuǎn)臺控制協(xié)議及相關轉(zhuǎn)臺控制程序基礎上,進行了優(yōu)化,添加了轉(zhuǎn)臺控制的相應功能;就某豎直平面目標點捕獲提出了相關數(shù)學模型及系統(tǒng)中重要幾何關系的調(diào)節(jié)方式,最終通過實驗驗證了對豎直平面上目標點捕獲的可行性。2.進一步開展了調(diào)頻連續(xù)波激光測距方法研究,深入研究了等光頻間隔重采樣方法,并在其基礎上分析了兩種相關重采樣算法,通過實驗評價了兩者的優(yōu)劣,并闡述了相應實驗結(jié)果的機理。3.基于現(xiàn)有的重采樣方法提出了調(diào)幅測距法,闡述了相應原理,并基于該方法提出了信號處理及頻-距解算算法,進行了相應的調(diào)幅測距實驗,比較了調(diào)幅測距法和重采樣方法;并根據(jù)調(diào)幅測距及重采樣測距的相應算法提出了一種新的重采樣算法,在該算法的基礎上提出并實現(xiàn)了等1/4周期重采樣方法,針對其測距精度進行了相關實驗;提出了用CZT對頻譜譜峰不斷細化的算法,并將其與等1/4周期重采樣方法相結(jié)合,最終通過實驗驗證其有助于測距分辨率及精度的提高。
【圖文】：

激光雷達目標點捕獲系統(tǒng)結(jié)構示意圖

相應運動控制,三是能夠按操作人員要求從相機轉(zhuǎn)臺程序界面上獲得轉(zhuǎn)臺兩當前位姿角度。2.1 轉(zhuǎn)臺及相關協(xié)議介紹本項目所使用的高精度正交雙軸二維轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)由北京航空航天精密機械所(下面簡稱 303 所)加工制造,其包含兩部分,一是高精度正交雙軸二維轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)臺電控箱。轉(zhuǎn)臺與電控箱通過三個航空電纜相連,電控箱以 TI 公司的 D片 TMS320F28335 以及 Altera 公司的 CycloneⅡ系列 FPGA 芯片為核心處理,其中,FPGA 負責根據(jù) DSP 所給出的參數(shù)驅(qū)動電機,DSP 負責電機算法的實及與上位機通過串行通訊接口 SCI 進行數(shù)據(jù)交互。對于轉(zhuǎn)臺的控制,303 所出了一套只用于控制轉(zhuǎn)臺的上位機程序,如圖2-3所示,但由于本項目要使用配合轉(zhuǎn)臺實現(xiàn)對空間中的目標點進行捕獲,所以 303 所的上位機轉(zhuǎn)臺控制程不適用。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN249

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孟祥松;張福民;曲興華;;基于重采樣技術的調(diào)頻連續(xù)波激光絕對測距高精度及快速測量方法研究[J];物理學報;2015年23期

2 孫雅;李志華;;基于區(qū)域極值點的時間序列聚類算法[J];計算機工程;2015年05期

3 曲興華;職廣濤;張福民;時光;;利用信號拼接提高調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)的分辨力[J];光學精密工程;2015年01期

4 孫鵬飛;張求知;李文強;王鵬;孫長庫;;單目多角度空間點坐標測量方法[J];儀器儀表學報;2014年12期

5 李丹妮;呼丹;王勁松;張繼明;安志勇;;三維激光雷達在火炮偏離角測量中的應用[J];中國激光;2014年10期

6 時光;張福民;曲興華;孟祥松;;高分辨率調(diào)頻連續(xù)波激光絕對測距研究[J];物理學報;2014年18期

7 楊璇;李勝;鄧君麗;段東權;;滑動平均濾波器在數(shù)字控制中的改進[J];電力電子技術;2014年09期

8 朱珠;梁大開;孫紅兵;;基于雙長周期光纖光柵邊緣濾波的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)[J];中國激光;2013年03期

9 張琨鋒;洪光烈;徐顯文;胡以華;舒嶸;;寬調(diào)諧激光雷達亞毫米級距離分辨的實現(xiàn)方法[J];紅外與激光工程;2012年10期

10 王莉;方偉;邢宏文;;大尺寸空間測量方法的實施及應用[J];南京航空航天大學學報;2012年S1期

，

本文編號：2613838