近距离动态目标脉冲激光测距机的理论与实验研究

论文摘要

目前,脉冲激光测距正朝近距离、快速测量方向发展。为了提高对动态目标的测量精度,文中以理论分析与实验研究相结合的方式对近距离脉冲激光测距进行研究。主要研究内容为:理论方面,通过研究近距离高重频脉冲激光测距的激光发射过程、激光传输过程、激光接收过程和飞行时间提取过程等,分别建立了针对静态目标和针对动态目标的近距离高重频脉冲激光测距物理模型。针对静态目标的近距离高重频脉冲激光测距模型,对待测目标表面激光反射特性、待测目标与激光测距的夹角以及待测目标与激光测距的距离进行相关的理论仿真。在此基础上,针对动态目标的近距离高重频脉冲激光测距模型,对待测目标的移动速度、待测目标表面激光反射特性以及待测目标与激光距离之间的初始距离进行相关的理论仿真。实验方面,本文进行脉冲激光测距的系统设计,主要包括激光发射单元、激光接收单元以及激光时间提取单元等单元。设计完成近距离脉冲激光测距系统并针对静态目标和动态目标分别进行了实验研究。针对静态目标,对待测目标表面激光反射特性、待测目标与激光测距的夹角以及待测目标与激光测距系统之间的距离对激光测距影响的进行相关的实验研究。针对动态目标,对待测目标的移动速度、待测目标表面激光反射特性以及待测目标与激光测距系统之间的初始距离进行相关的实验,并进行了相关的测距算法的对比验证。结果表明理论提出的针对静态目标的近距离高重频脉冲激光测距模型以及针对动态目标的近距离高重频脉冲激光测距模型的合理性,也验证了单阈值的前相阈值法激光测距面对激光回波信号较弱的应用场景,测量误差较大。并采用多阈值脉冲激光测距方法对误差修正,提高近距离高重频脉冲激光测距测量精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 引言
•     1.1.1 近距离脉冲激光测距国内研究现状
•     1.1.2 近距离脉冲激光测距国外研究现状
•     1.1.3 近距离脉冲激光测距国内外研究现状对比分析
•   1.2 论文的主要内容
• 第2章 近距离目标高重频脉冲激光测距模型及仿真
•   2.1 测距目标表面激光反射的研究
•     2.1.1 测距目标表面激光反射特性模型建立
•     2.1.2 测距目标表面激光反射特性仿真
•   2.2 静态目标高重频脉冲激光测距模型的建立及仿真研究
•     2.2.1 静态目标高重频脉冲激光测距模型建立
•     2.2.2 静态目标高重频脉冲激光测距仿真
•   2.3 动态目标测距模型的建立及仿真研究
•     2.3.1 动态目标高重频脉冲激光测距模型建立
•     2.3.2 动态目标高重频激光脉冲激光测距仿真
•   2.4 近距离目标高重频脉冲激光测距时间提取
•   2.5 本章小结
• 第3章 近距离目标高重频脉冲激光测距系统设计
•   3.1 近距离目标高重频脉冲激光测距系统总体结构
•   3.2 近距离目标高重频脉冲激光测距系统各单元设计
•     3.2.1 近距离目标高重频脉冲激光测距激光发射单元设计
•     3.2.2 近距离目标高重频脉冲激光测距激光接收单元设计
•     3.2.3 近距离目标高重频脉冲激光测距时间提取单元设计
•     3.2.4 近距离目标高重频脉冲激光测距主控单元
•   3.3 本章小结
• 第4章 近距离目标高重频脉冲激光测距系统搭建及实验研究
•   4.1 近距离目标高重频脉冲激光测距实验系统搭建
•   4.2 近距离目标高重频脉冲激光测距实验研究
•     4.2.1 测距目标表面反射特性实验研究
•     4.2.2 静态目标高重频脉冲激光测距实验研究
•     4.2.3 动态目标高重频脉冲激光测距实验研究
•   4.3 近距离动态目标高重频脉冲激光测距方法实验
•   4.4 本章总结
• 第5章 结论
•   5.1 论文主要内容
•   5.2 论文创新点
•   5.3 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 取得成果攻读硕士学位期间发表的论文和专利
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨米杰

导师: 金光勇

关键词: 近距离,高重频,脉冲激光测距,动态目标

来源: 长春理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,仪器仪表工业,无线电电子学

单位: 长春理工大学

分类号: TN249;TH741.1

总页数: 57

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