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《基于Matlab的相位式激光測距研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第40卷第1期激光與紅外Vol.40,No.12010年1月LASER＆INFRAREDJanuary,2010文章編號:1001-5078(2010)01-0022-06·激光技術(shù)與應(yīng)用·基于Matlab的相位式激光測距研究1,21張婷,張珂殊(1.中國科學(xué)院光電研究院,北京100085;2.中國科學(xué)院研究生院,北京100039)摘要:基于相位式激光測距系統(tǒng)的基本原理和鑒相方法,采用雙調(diào)制頻率的方法解決了測量距離和測距精度之間的矛盾,采用差頻鑒相的方法減少電路復(fù)雜度。首次基于模塊化的思想,運用Matlab的Simulink工具
2、實現(xiàn)了系統(tǒng)的原理分析,對頻域數(shù)字測相、數(shù)字同步解調(diào)測相法和自動數(shù)字測相法進(jìn)行了比較。從理論上證明了實現(xiàn)一個高精度、快速相位式激光測距系統(tǒng)的可行性,為下一步實際設(shè)備研制奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:幅度調(diào)制;差頻;測距精度;測相中圖分類號:TN958.98文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AStudyofphase-shiftlasermeasuringbasedonMatlab1,21ZHANGTing,ZHANGKe-shu(1.AcademyofOpto-electronics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,
3、China;2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:Basedonasynthesisonthebasicprincipleandthephasemeasurementmethodoflaserrangefinderphase-shiftsystem,theproblembetweenrangemeasurementandresolutionmeasurementissolvedbyatwofoldmodulation
4、frequencymethod,meanwhile,thecomplexityofelectrocircuitisdiminishedbythemethodofdifferencefrequencyforphasemeasurement.Basedonmodularization,thebasicprincipleoflaserrangefindersystemisfirstsimulatedbyMat-lab,andthreeprincipalmeasurementmethods(Thefrequencydigitalphas
5、emeasuring,thedigitalsynchronousdemod-ulationphasemeasuring,theautomaticdigitalphasemeasuring)arecompared.Atlast,thefeasibilityofanewlaserrangefinderphase-shiftsystemincludinghigh-resolutionandquickreactionperformanceisprovedintheory,agoodfoundationforachievingactual
6、equipmentlateriswellprepared.Keywords:amplitudemodulation;differencefrequencyforphasemeasurement;rangemeasurementresolution;phasemeasurement1引言不高的情況下,TOF法適合于長距離的測量。FM-激光測距系統(tǒng)的基本原理是測量激光脈沖在空CW方法受回波幅度變化的影響小,抗噪聲能力強,間傳播的時間間隔(timeofflight,TOF),進(jìn)而獲得測但其精度受調(diào)制線性程度的限制,系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜。量距離
7、。測量時間間隔的方法主要有三種:TOF法,與前兩種方法相比較,AMCW法具有較高的精度,脈沖式激光測距,直接測量發(fā)射光束和接收光束之測距精度可達(dá)毫米級,系統(tǒng)實現(xiàn)相對簡單,有很高的間的時間間隔;AMCW法(amplitudemodulatedcon-tinuouswave,AMCW),相位式激光測距,通過測量基金項目:中國科學(xué)院重大科研裝備研制項目;三維激光成像技調(diào)幅連續(xù)波發(fā)射光束和反射光束的相位差來測量時術(shù)綜合檢測平臺(No.YZ200813)資助。作者簡介:張婷(1985-),女,碩士,主要從事激光測距和機(jī)間間隔;FMCW法(
8、frequencymodulatedcontinuous載激光雷達(dá)中信號處理及調(diào)制解調(diào)技術(shù)的相關(guān)研究。E-mail:zhan-wave,FMCW),通過測量調(diào)頻連續(xù)波發(fā)射光束和接gting307@mails.gucas.ac.cn[1]收光束的頻率差來測量時間間
