检索结果-南通市图书馆

作者：陈星西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着航空航天、船舶制造等技术的飞速发展,我国对大型装备的非接触式精密测量技术提出了更高的要求。相比于传统的脉冲法和相位法激光测距技术,线性调频激光测距技术具有测距精度高且抗干扰能力强的突出优点,在精密测量领域具有广阔的... 详细信息

随着航空航天、船舶制造等技术的飞速发展,我国对大型装备的非接触式精密测量技术提出了更高的要求。相比于传统的脉冲法和相位法激光测距技术,线性调频激光测距技术具有测距精度高且抗干扰能力强的突出优点,在精密测量领域具有广阔的应用前景。本文将对线性调频激光测距信号处理算法展开研究,并基于多核浮点DSP进行高速实现,搭建了一套能够对大尺寸非合作目标进行高精度测量的调频式激光三维形貌测量系统。本文主要研究内容和完成的工作有以下几个部分:首先,介绍线性调频激光测距的基本原理,对测距分辨率进行简要分析,重点分析了信号噪声和调频非线性误差对测距精度的影响。提出本文测距系统的整体方案,并采用光电闭环反馈电路对信号中的调频非线性误差进行补偿,有效去除了回波信号中的大部分非线性误差。其次,完成线性调频激光测距信号处理算法的设计和仿真,针对测量信号中残余的非线性误差,设计基于参考通道的频率非线性相位误差补偿方法,通过设置参考通道提取非线性相位误差对回波信号进行补偿,有效提高了系统测距精度。针对传统的希尔伯特变换提取信号相位难以实现的问题,设计了多阶级联的IIR滤波器将实信号转换为复信号,在较小的时间和空间复杂度下完成了对参考信号中非线性相位的提取。针对传统FFT频率估计精度低的问题,采用CZT频谱细化法对测量信号频谱进行细化,有效提高了系统的测距精度。最后,基于FPGA+DSP异构信号处理板卡完成对调频激光测距系统的实现,包括对测量信号的采集、传输和处理模块以及系统通信模块的实现。选用串口完成信号处理板与外部控制板卡的数据交互,采用SRIO高速串行接口完成FPGA与DSP间数据的传输,同时使用千兆以太网接口完成DSP与上位机的通信。重点对基于多核浮点DSP的测距信号处理算法进行了高速实现,设计并实现了多核并行处理框架,对代码进行多方位的优化,有效提高了数据处理速度。完成了大尺寸三维形貌测量仪的搭建工作,着重介绍系统调焦模块的设计与实现,进行了长导轨单点测距实验和三维扫描点云成像测试,2m范围内测距精度可以达到20μm,50m范围内测距精度可以达到0.5mm。

关键词：线性调频激光测距非线性误差 CZT DSP 三维形貌测量仪

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基于IAP15的近距离船舶避碰系统设计

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中国新技术新产品 2024年第1期 15-17页

作者：黄伟健吴浩基冯智锐黄荣杰广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088

海上运输在我国对外贸易中占据重要地位,具有不可替代的作用。船载导航系统、自动识别系统等船载设备主要用于海上远距离目标识别和定位,以避免碰撞现象的发生。然而,在港口、码头等船舶密集近海区域,精确测量近距离船舶之间以及船舶与... 详细信息

海上运输在我国对外贸易中占据重要地位,具有不可替代的作用。船载导航系统、自动识别系统等船载设备主要用于海上远距离目标识别和定位,以避免碰撞现象的发生。然而,在港口、码头等船舶密集近海区域,精确测量近距离船舶之间以及船舶与障碍物之间的距离,并及时发出避碰预警信息显得尤为重要。基于此,本文设计了一种用于港口码头的船舶避碰系统。该系统采用激光测距技术,并结合各种报警以及显示模块,以提供必要的预警信息,从而帮助海上作业人员预防碰撞风险。该方案具有测距精度高、抗干扰能力强以及预警信息准确可靠等优点,适用于港口、码头等船舶密集区域。

关键词：避碰 IAP15 激光测距线性调频激光测距

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线性调频DFB半导体激光器的非线性矫正技术研究

线性调频DFB半导体激光器的非线性矫正技术研究

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作者：张健中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

激光测距技术是现代测量技术的重要组成部分。相比于传统的测距手段,激光测距技术不需要接触被测量对象,可用于更加严苛的测量场景,测距范围更大,精度和分辨率更高。激光测距技术按测距原理分类主要分为脉冲法、相位法、双频干涉法和线... 详细信息

激光测距技术是现代测量技术的重要组成部分。相比于传统的测距手段,激光测距技术不需要接触被测量对象,可用于更加严苛的测量场景,测距范围更大,精度和分辨率更高。激光测距技术按测距原理分类主要分为脉冲法、相位法、双频干涉法和线性调频法。其中线性调频激光测距技术具备较大的测量范围和测距精度,是目前激光测距技术重要的研究方向。线性调频激光测距技术对激光器的要求非常高,能够全方位满足要求的激光器几乎没有,每一种光源都有各自的短板。其中电流调制分布反馈(DFB)半导体激光器具有调制速率高、调制带宽大、激光线宽窄等优点,非常适合作为线性调频激光测距的光源,得到了广泛的应用和研究。但基于其调频机理,DFB半导体激光器在调频的过程中激光频率变化是非线性的,而调频的非线性会导致测量信号频谱展宽,使得测距分辨率降低。本论文针对电流调制DFB半导体激光器线性调频过程中的非线性问题开展研究,理论上研究了调频非线性的产生机理,模拟计算了激光参数对调频非线性的影响,通过计算获得非线性矫正的方法和数据,实验上采用动态反馈补偿技术,实现了对线性调频DFB半导体激光器的非线性补偿。本论文的主要研究工作:1.对线性调频激光测距技术的国内外研究进展进行了调研,论述线性调频激光测距技术的工作原理。调研了国内外在调频非线性矫正方面的研究工作,对该技术的发展和主要使用的技术方法进行了分析和讨论。2.在调研国内外研究进展的基础上,对DFB半导体激光器的调频原理进行了理论研究,建立了DFB半导体激光器调频数学模型。基于该数学模型,对DFB半导体激光器的调频过程进行了理论模拟,研究了输入电流的偏置、幅度和频率对调频带宽和非线性度的影响。3.对调频非线性预矫正技术进行了理论模拟。通过理论模拟得出注入电流和调频非线性之间的数学关系,在此基础上,设定调频线性方程,通过数学关系反向推导注入电流波形,将推导出的电流波形输入调频数学模型,得出经过预矫正后的调频曲线,验证调频非线性电流波形预矫正技术对调频非线性的矫正作用。4.在理论研究基础上,开展了电流调制线性调频DFB半导体激光器的实验研究。采用实时动态反馈技术,对三角波电流驱动DFB半导体激光器调频非线性进行了矫正,明显降低了DFB半导体激光器调频过程中产生的非线性。

关键词： DFB激光器线性调频激光测距调频非线性

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