發(fā)布時間：2018-06-17 02:07

  本文選題：手持式激光測距儀 + 相位測量��； 參考：《中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)》2015年08期

【摘要】：針對傳統(tǒng)激光測距儀測距精度低、成本高以及速度慢等問題,設(shè)計一種基于雙探測器的手持式激光測距儀。該測距儀使用分束鏡實現(xiàn)光路內(nèi)校準(zhǔn),設(shè)計檢相電路將信號相位轉(zhuǎn)變?yōu)閹в邢辔恍畔⒌闹绷麟娖?并使用CORDIC數(shù)字計算方法求解相位,最后應(yīng)用基于超定方程組的測距解模糊算法求解待測距離,對3臺雙探測器測距儀和2臺K60測距儀以精度0.18 mm進行測距比較試驗。研究結(jié)果表明:與傳統(tǒng)測距儀相比,光路內(nèi)校準(zhǔn)可以消除電路附加相移,檢相算法簡單快速,解模糊避免對最優(yōu)距離的搜索,因此提高了測距精度和測距速度。在0~60 m的測程內(nèi),3臺雙探測器測距儀的平均測距時間小于1.8 s,平均測量誤差小于2 mm,測量標(biāo)準(zhǔn)差小于1 mm。與K60系列測距儀相比,雙探測器測距儀測距精度和測距速度都有較大提升,驗證了該設(shè)計方案的可靠性。
[Abstract]:Aiming at the problems of low precision, high cost and slow speed of traditional laser rangefinder, a hand-held laser rangefinder based on two detectors is designed. The range finder uses beam splitter mirror to realize the calibration in optical path. The phase detection circuit is designed to change the phase of the signal into a DC level with phase information, and the phase is solved by Cordic digital calculation method. Finally, the distance to be measured is solved by using the fuzzy algorithm of ranging solution based on overdetermined equations, and the distance measurement comparison experiments are carried out on three dual-detector rangefinders and two K60 rangefinders with an accuracy of 0.18 mm. The results show that compared with the traditional rangefinder, the optical in-road calibration can eliminate the additional phase shift of the circuit, the phase detection algorithm is simple and fast, and the ambiguity resolution avoids the search of the optimal distance, so the ranging accuracy and the ranging speed are improved. In the range of 0 ~ 60 m, the average ranging time, average error and standard deviation are less than 1.8 s, 2 mm and 1 mm respectively, and the average distance measuring time is less than 1.8 s, the average measurement error is less than 2 mm, and the standard deviation of measurement is less than 1 mm. Compared with the K60 series range finder, the ranging accuracy and the ranging speed of the dual-detector range finder are greatly improved, which verifies the reliability of the design scheme.
【作者單位】： 武漢大學(xué)電子信息學(xué)院;
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2011CB707904) 武漢市科技局應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃項目(2013010501010121)~~
【分類號】：TH744.5

【參考文獻】

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2 王選鋼;緱寧yN;張珂殊;;相位式激光測距譜分析鑒相的無偏改進[J];光學(xué)精密工程;2012年04期

3 李軍俠;;基于三步搜索算法的解距離模糊方法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2011年03期

4 蔡自興,鄒小兵,王璐,段琢華,于金霞;移動機器人分布式控制系統(tǒng)的設(shè)計[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年05期

5 涂福炳;許欣;周孑民;張嶺;;同軸徑向熱管傳熱特性實驗研究[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年04期

6 樂意;許賢澤;李忠兵;趙宇;徐逢秋;;基于超定方程組的相位激光測距解模糊算法[J];儀器儀表學(xué)報;2012年04期

【共引文獻】

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2 袁俊泉,龔享銥,皇甫堪;基于二次差頻的多頻連續(xù)波測距方法研究[J];電子學(xué)報;2004年12期

3 張昆帆;程翥;皇甫堪;;多頻連續(xù)波雷達(dá)二次差頻測距法的改進[J];電子學(xué)報;2006年06期

4 許邦建,皇甫堪;噪擾條件下相位測距中的解模糊問題[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;2001年03期

5 袁俊泉,皇甫堪,王展;二次差頻測距新方法及其性能分析[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;2005年02期

6 于金霞;蔡自興;段琢華;;基于激光雷達(dá)的移動機器人動態(tài)障礙檢測[J];光學(xué)技術(shù);2008年02期

7 王凱;段發(fā)階;郭浩天;張濟龍;王金橋;吳國秀;胡智涌;;基于大頻差雙頻激光的發(fā)動機葉尖間隙測量技術(shù)[J];光電子.激光;2013年10期

8 尤政;楊冉;張高飛;薛旭峰;葉良琛;;激光測距系統(tǒng)整形模塊和低通濾波模塊優(yōu)化設(shè)計[J];光學(xué)精密工程;2013年10期

9 張小勇;;一種本安物位傳感器設(shè)計[J];電腦開發(fā)與應(yīng)用;2013年11期

10 施智勇;潘曉聲;張謙;;利用延時法進行高精度脈沖激光測距[J];光學(xué)精密工程;2014年02期

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2 曹延偉;多頻連續(xù)波雷達(dá)跟蹤控制器設(shè)計及相關(guān)理論和算法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

3 袁俊泉;連續(xù)波測距雷達(dá)信號分析器設(shè)計及相關(guān)理論與算法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

4 于金霞;移動機器人定位的不確定性研究[D];中南大學(xué);2007年

5 段琢華;基于自適應(yīng)粒子濾波器的移動機器人故障診斷理論與方法研究[D];中南大學(xué);2007年

6 王璐;未知環(huán)境中移動機器人視覺環(huán)境建模與定位研究[D];中南大學(xué);2007年

7 朱從民;AGV AGENT控制系統(tǒng)研究[D];西安理工大學(xué);2009年

8 焦永剛;溫度型徑向熱管的瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型及其等溫特性的實驗研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2014年

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2 邱曉燕;微型移動機器人運動狀態(tài)的估計方法[D];沈陽航空航天大學(xué);2011年

3 陳玉桃;數(shù)字化測量技術(shù)在現(xiàn)代雷達(dá)中的研究與應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2006年

4 謝峰;移動機器人可重構(gòu)控制系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2007年

5 彭夢;基于多傳感器融合的移動機器人障礙物檢測研究[D];中南大學(xué);2007年

6 錢志強;基于DSP平臺的單脈沖雷達(dá)測距系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2006年

7 丁偉;基于免疫進化與混沌變異的移動機器人路徑規(guī)劃[D];哈爾濱理工大學(xué);2007年

8 黎世文;輪式越野機器人控制系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

9 史江勇;基于DSP的單脈沖精密測量雷達(dá)MTD測距研究[D];南京理工大學(xué);2008年

10 劉長勝;仿生六足機器人復(fù)雜地面力學(xué)分析與控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2012年

【二級參考文獻】

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1 李春宇;張曉林;張展;常江;;基于DFT的正弦波初相估計算法及誤差分析[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2007年05期

2 周閏,高梅國,韓月秋;余差查表法解多目標(biāo)距離模糊算法[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2002年02期

3 張偉;孫厚軍;;高重頻脈沖多普勒雷達(dá)參數(shù)設(shè)計與解距離模糊解析法[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2005年S4期

4 黃振興 ,史燕;用孫子定理求解雷達(dá)測距模糊性[J];成都電訊工程學(xué)院學(xué)報;1986年03期

5 曾濤,龍騰;一種脈沖多普勒雷達(dá)解模糊新算法[J];電子學(xué)報;2000年12期

6 許邦建,李綱,皇甫堪;測距雷達(dá)解距離模糊的兩種快速算法[J];電子與信息學(xué)報;2001年09期

7 黃翔東;王兆華;;基于全相位頻譜分析的相位差頻譜校正法[J];電子與信息學(xué)報;2008年02期

8 蔣麗芬;熱管的發(fā)展及在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];化工技術(shù)與開發(fā);2003年05期

9 付有余;激光測距與跟蹤系統(tǒng)低噪聲電子設(shè)計方法[J];光學(xué)精密工程;2000年03期

10 賈方秀;丁振良;袁鋒;;相位法激光測距接收系統(tǒng)[J];光學(xué)精密工程;2009年10期

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2 王占山,吳永剛,唐偉星,秦樹基,陳玲燕,徐向東,洪義麟,付紹軍,朱杰,崔明啟;軟X射線激光用分束鏡研制[J];科學(xué)通報;2003年13期

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4 ;[J];;年期

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本文編號：2029130