調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)及其信號處理算法研究.pdf

1、實時、大范圍、高精度現(xiàn)場測量成為大尺寸測量的重要發(fā)展趨勢，調(diào)頻連續(xù)波激光測距是一種新型的激光測距方法，可以進(jìn)行無合作目標(biāo)的非接觸測量，其測距范圍大、精度高、分辨率高，相比其他激光測距方法具有顯著的優(yōu)勢，在大尺寸高精度工業(yè)測量中擁有著廣闊的應(yīng)用前景。對調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)及其信號處理的研究，對于提高系統(tǒng)的測距精度、分辨率和測量范圍具有十分重要的意義。
　　本文首先對調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)的信號處理算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，發(fā)

2、現(xiàn)相關(guān)課題組對調(diào)頻連續(xù)波激光測距中激光器的頻率調(diào)制線性度及頻率掃描范圍對測距精度的影響的研究較少。明確了本文將研究通過信號處理算法減小調(diào)頻連續(xù)波激光測距的激光器的非線性調(diào)制對測距精度的影響，突破激光器頻率掃描范圍的限制，減小頻率測量時的誤差。
　　本文提出了一種通過增加輔助干涉光路對測量信號進(jìn)行等頻率間隔的采樣、然后對采樣信號進(jìn)行拼接，最后對頻率測量進(jìn)行校正的方法來提高調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)的測距分辨率和精度的方法。設(shè)計搭建了一種

3、雙干涉系統(tǒng)的光纖調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)，利用輔助干涉系統(tǒng)產(chǎn)生的時鐘信號對測量干涉系統(tǒng)的信號進(jìn)行等光頻間隔采樣，然后對采樣的拍頻信號進(jìn)行拼接，最后對測得的頻率進(jìn)行校正，從而得到目標(biāo)的距離。使用LabVIEW設(shè)計實現(xiàn)了信號錯誤檢測處理、等頻率間隔采樣、拼接和頻率校正的信號處理系統(tǒng)。理論和實驗驗證了將等光頻間隔的采樣信號進(jìn)行拼接的方法可以突破激光器掃描范圍的限制，減少光源非線性的影響，從而提高系統(tǒng)的測距分辨率。
　　實驗結(jié)果表明，調(diào)頻連