基于四象限探測器的激光定位系統(tǒng)研究.pdf

1、激光定位在當(dāng)今科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用中具有非常廣闊的發(fā)展前景，可廣泛應(yīng)用于激光制導(dǎo)、自由空間光通信、光鑷技術(shù)以及精密工業(yè)檢測等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展與生產(chǎn)力的提升，人們對(duì)激光定位測量的精度和線性范圍的要求越來越高。本文圍繞激光定位技術(shù)中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信號(hào)預(yù)處理、定位算法和修正算法進(jìn)行深入研究與改進(jìn)，并將定位系統(tǒng)在FPGA上硬件實(shí)現(xiàn)。
　　首先，比較了市面上常用的三種光電位置探測器的原理與特性，選用四象限探測器作為定位系統(tǒng)光電位置探測器。

2、在分析了系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)后，設(shè)計(jì)并繪制了放大、信號(hào)采集與處理、電源電路板，為之后信號(hào)預(yù)處理與算法實(shí)現(xiàn)提供了硬件平臺(tái)。硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)為獲得更真實(shí)有效的回波信號(hào)，以便后續(xù)定位算法的求解，設(shè)計(jì)了偽隨機(jī)編碼、波門鎖定、自增益控制以及脈沖提取等信號(hào)預(yù)處理模塊。
　　其次，通過分析能量非均勻分布的光斑對(duì)系統(tǒng)測量精度和線性范圍的影響，在傳統(tǒng)加減算法基礎(chǔ)上，提出了一種基于高斯分布的光斑質(zhì)心定位算法，提高了定位精度和線性范圍。同時(shí)，對(duì)四象限探測器定位原理的