高精度激光并行測(cè)距系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù).pdf

1、隨著社會(huì)科學(xué)的進(jìn)步和測(cè)距技術(shù)的廣泛應(yīng)用，激光測(cè)距越來(lái)越多應(yīng)用于大型、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的掃描測(cè)量，如三維圖構(gòu)建、大尺寸建筑的尺寸測(cè)量、實(shí)時(shí)表面信息采集等，這對(duì)激光測(cè)距同時(shí)提出了高精度和高效率的雙重要求。目前廣泛應(yīng)用的有相位式激光測(cè)距和脈沖飛行時(shí)間激光測(cè)距，前者測(cè)量精度較高，但是測(cè)量速度慢，逐點(diǎn)掃描效率低;后者測(cè)量距離遠(yuǎn)，但是測(cè)量精度較低，難以同時(shí)滿足高精度和高效率的雙重要求。
　　本文在相位式激光測(cè)距的基礎(chǔ)上，研究一種基于頻分復(fù)用原理的激

2、光并行測(cè)距系統(tǒng)，系統(tǒng)選用多路頻率不同的調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多個(gè)激光器并行發(fā)射光強(qiáng)度按照調(diào)制信號(hào)變化的測(cè)距光波。單路調(diào)制信號(hào)采用多測(cè)尺合成波的方式，通過(guò)兩個(gè)測(cè)尺測(cè)距結(jié)果的組合，消除了由于整波長(zhǎng)造成的測(cè)距結(jié)果的不確定性。經(jīng)過(guò)被測(cè)目標(biāo)漫反射后的多路回波信號(hào)相互混合后，由同一光電探測(cè)器進(jìn)行接收并進(jìn)行前置放大、雜波濾除等預(yù)處理，然后和參考信號(hào)一同送至混頻單元進(jìn)行降頻處理，并由低頻濾波器選出有效信號(hào)。通過(guò)多通道AD并行采集后由數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)其進(jìn)行數(shù)字鑒相

3、，根據(jù)各路信號(hào)的頻率不同，找出其對(duì)應(yīng)的頻譜譜線即可同時(shí)求取多路信號(hào)的相位。通過(guò)計(jì)算多路回波信號(hào)和參考信號(hào)之間相位差，即可同時(shí)得出多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的距離，實(shí)現(xiàn)并行測(cè)距，提高了測(cè)量效率。
　　本文詳細(xì)分析了多路并行信號(hào)調(diào)制解調(diào)原理以及信號(hào)檢測(cè)和處理方法，分析了激光并行測(cè)距系統(tǒng)各模塊的組成及精度影響因素，在simulink仿真環(huán)境下進(jìn)行了各模塊建模和系統(tǒng)集成，通過(guò)系統(tǒng)仿真分析了信號(hào)源相位噪聲和頻率誤差、不同調(diào)制波形以及不同鑒相方法對(duì)測(cè)距精度的