一、小型低值LD激光测距仪的研制（论文文献综述）
王朝[1]（2019）在《结合机器视觉路径规划的激光三角法零件精密测量系统研究》文中指出随着科技的不断发展进步,工业领域加工精密程度的提升愈发重要,如何实现精确测量成为了一个重要课题。本论文在对某工业化各型号微波谐振腔内部结构分析归类的基础上,根据当前常用的测距原理,比较分析,使用三角测距原理方法,并应用机器视觉技术,实现了自动化、高精度、高速度的扫描。本论文主要研究内容如下:（1）在分析比较测距原理后,完成基于三角测距原理的激光位移传感器的选型,并针对其结构设计合适的夹具。并对整个硬件系统各部分做了详细的介绍。（2）针对不同腔体内部结构特点,结合三角测距光路特性,对扫描路径方案做了详细的规划,使每部分都能成功测量。（3）软件层面实现自动化扫描的选取坐标点工作,通过导入不同型号腔体设计图,对设计图采取区域裁剪以及模板匹配等方法,找出定位孔,由孔中心像素坐标以及实际尺寸坐标建立仿射变换,获得所测型号腔体的全部对应尺寸坐标。通过应用机台顶视相机以及工业相机拍图,通过区域裁剪、阈值筛选以及模板匹配等方法找出定位孔,建立机台坐标与顶视相机拍摄图片像素坐标投影变换,所选尺寸坐标经过变换参考系后转换为机台坐标,从而建立了设计图选点到实际机台实现的过程。（4）分析得到不同速率下扫描数据比较结果,并定于以机台移动速度200mm/s、扫描速度40mm/s进行取数工作,并完成了对高度尺寸测量的稳定性分析及精度分析,对于不同型号腔体,一般扫描点数在200到300之间,扫描时间都保证在7分钟以内,相比原工厂测量时间缩短达到10倍,实现了高效率测距。
王占宁[2]（2018）在《便携式激光测距望远镜的光学设计》文中研究说明脉冲激光测距技术是一种利用脉冲激光实现距离测量的技术,广泛的应用于军事和民用中。国外有许多相对成熟的产品,携带方便、且测距精度高。国内的激光测距望远镜在小型化、轻量化和测距精度等方面与国外产品竞争中处于劣势。故对激光测距望远系统研究具有很好的前景。这种情况下,研究便携式激光测距望远镜设计与研制无疑具有重要意义。论文首先简单介绍了激光测距的几种方法,着重描述了脉冲式激光测距的原理,在此基础之上,提出了测距系统的总体设计方案,并对方案进行了可行性分析。为实现便携式激光测距望远镜的小型化和轻量化,使激光测距接收部分与望远物镜共用,利用Zemax进行多重结构优化,既能满足望远物镜的性能要求也能满足激光接收部分性能要求;运用Zemax光学软件优化设计出的望远系统放大倍率为6X,物镜焦距104mm,物镜视场角达到6°,入瞳直径26mm,光学总长控制在100mm以内,系统二级光谱色差满足设计要求。激光发射系统发射角为0.5mrad接收系统的接收角为1mrad,测量距离达到1000m,使用了液晶分划板,便于调试激光的测量点。考虑便携式激光测距望远镜的加工与装调,需对激光测距发射、接收光学系统进行公差分析,在公差范围内成像质量满足设计要求。本文在查阅国内外文献资料的基础上,结合工作实践,采用ZEMAX软件模拟设计出了便携式激光测距望远镜的光学结构参数,并进行了像质评价。结果表明:该系统结构简单,加工难度小,成本较低,成像质量好,性能优良,是一种可以被广泛采用的便携式激光测距望远镜。
李菲[3]（2018）在《基于激光测距机的“低慢小”目标运动信息感知技术》文中指出近年来,“低空、慢速、小型”航空器的发展极为迅速,由于低慢小目标具有发现难、探测难、识别难的特点,给国家安全和国民经济带来诸多威胁,因此迫切需要发展多元协同探测系统来实现对威胁目标的位置信息和速度信息进行测量,并为后续的识别与拦截提供数据支持。论文主要研究了一种基于激光测距机的低慢小目标运动信息感知技术,利用激光测距机实现对低慢小目标的距离信息和位置信息的测量,完成对低慢小目标的空中定位。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:1、利用目标反射特性原理和激光测距原理推导出可以通过提高激光信号的发射功率和减小激光发射光束的发散角进行提高系统的最大可探测距离。通过位置信息探测理论测量目标物体的距离信息、位置信息和速度信息。2、通过TDC计时芯片实现对距离信息的测量。通过角度传感器芯片实现对角度信息的测量。建立NIOS II处理器实现对系统的控制,包括脉冲发射控制、阈值设置和TDC通讯等。设计了激光发射电路、激光接收电路、时刻鉴别电路、距离测量电路和角度测量电路。3、上位机软件的设计。上位机软件界面主要包含如下部分:串口设置区、控制区、状态信息显示区、参数信息显示区和结果信息显示区。4、对系统的性能指标进行测量。测量脉冲激光器的性能指标参数,包括激光脉冲能量、激光脉冲波形、激光脉冲发散角。测量激光测距机的测距指标包括测距范围、测距误差、角度分辨率和距离分辨率。
王远[4]（2018）在《基于纳秒脉冲驱动电路的激光测距系统的研究》文中指出脉冲式激光测距系统具有体积小、功耗低、价格低廉等优点,因此,在激光通信、激光雷达,高速激光摄影等领域备受关注。在本论文中,我们开发了一种基于飞行时间法（TOF）的高精度脉冲激光测距系统。根据TOF原理,光脉冲质量直接决定了激光测距的精度,本工作通过改进脉冲发射电路,可产生纳秒级上升沿的光脉冲信号,大幅提升了系统的测距精度。同时,我们还研究了回波脉冲信号斜率变化导致的测量误差,针对脉冲光回波信号建立模型并提出了一种边沿斜率校准算法,大大减小了脉冲劣化引入的测量误差。该激光测距系统采用嵌入式开发技术,将光脉冲发射与接收电路,TDC计时电路和边沿斜率校准电路整合一体,降低了系统的体积与成本。最后对本系统的主要功能模块以及测距性能进行了测试,同时给出了本测距系统的性能指标。实验表明,本文所搭建的测距系统的测量精度有很大的提升。在近距离0-40米测量误差小于1.1cm,在40-100米,测量误差小于7.5cm.本文的研究内容主要包括以下几个方面:1.简要介绍了目前国内关于外激光测距技术的发展概况,并且对其中一些在日常生活和工业中的典型应用方案进行了分析介绍和详细讨论。2.介绍了本文中所用到的激光测距方案的原理,对系统方案的可行性进行了分析与讨论,为后续的研究提供支撑。3.发射脉冲质量是影响脉冲式激光测距系统精度的最关键因素,本文结合模拟电路和数字电路技术,设计并制作了一种超窄脉冲发射电路。可以获得亚纳秒级脉宽的脉冲信号。4.确定系统整体的设计方案,使用APD光电探测器,完成了对系统硬件部分的制作,硬件系统包括:光电转化接收电路、电信号放大电路、回波脉冲信号校准电路,时间数字转换电路。基于高精度差分测量方法,完成了对TDC模块的硬件和软件设计,并得到了皮秒级的时间测量精度。5.为了提升测距系统的测量精度,本文提出了回波信号前沿校准算法,减小由于回波信号前沿斜率变化而引起的测量误差。
陈向成[5]（2015）在《脉冲激光雷达回波处理方法与系统研究》文中进行了进一步梳理随着激光技术和电子学技术的发展,激光雷达技术得到了迅猛发展,激光雷达已经被广泛应用在军事、科研、民用等领域。近来,激光雷达在无人平台、机器人导航、交通安全等很多场合,展现出广阔的应用前景。本文对脉冲激光雷达回波处理方法与系统展开了深入的研究。在回波处理方法上,提出了一些新的思路和方法；然后根据回波处理的方法,研制了一套脉冲扫描激光雷达系统的原理样机,并对原理样机进行了实验性验证。本文具体的研究内容如下所示：1)介绍了脉冲激光雷达研究意义,调研了脉冲激光雷达国内外的研究现状,并对脉冲激光雷达回波处理方法的国内外研究现状进行了总结；接着介绍了激光雷达系统的理论基础,对距离传感的基本原理进行了总结,介绍了脉冲激光雷达基本探测模型以及系统的组成。2)针对远距离测量时脉冲激光雷达回波信噪比差的问题,提出一种非均匀间距多脉冲的处理方法,用来提高回波信号的信噪比。提出的方法是通过在发射端调制多脉冲的脉冲间隔,然后根据调制的间隔信息,对回波信号进行剪裁和叠加。在算法验证方面,本文进行了仿真计算和实验验证,结果表明,本文提出的算法不仅可以保留传统多脉冲算法提高信噪比的特点,同时避免了信号直接叠加引起的虚警。3)针对激光雷达回波信号动态范围大的问题,提出一种分层多级回波处理的方法,极大的扩展了回波的动态范围。提出的算法是根据信号大小的不同,在不同层同时进行处理,然后根据不同层次数据的优先关系选取正确的测量数据。在算法验证方面,实验结果显示,信号电压不同情况下的输出与设计要求一致,分层多级回波处理方法可以对大动态范围的回波信号进行处理。4)本文提出一种应用于近程增益控制的敏感时间控制电路（STC）电路设计方法,在一定程度上解决了近程回波动态范围远远大于接收电路动态范围的问题。提出的STC电路是使用FPGA和高速DAC来产生持续时间短、形状复杂的控制信号,然后利用此控制信号来控制回波放大倍数,进而减弱回波动态范围较大的影响。理论计算和实验结果表明,该方法可用于激光雷达近程回波的处理,其扩展了近程测距的动态范围,避免了近程信号的饱和,从而提高了近程测距的精度。5)本文研制了一套近程脉冲扫描激光雷达系统,此系统包括同轴收发合置的扫描天线子系统、位置触发发射机子系统、基于STC电路的接收机子系统、基于FPGA的控制机子系统。在实验验证上,首先对各子系统进行了测试,然后对测距系统和整机进行了系统的实验。测距实验表明,设计的雷达系统测距误差小于0.1m,多次测量方差为0.04m；室内和室外扫描实验表明,激光雷达可以实现室内和室外特定目标测量。
熊显名,李三龙,张文涛,张良[6]（2015）在《纳秒级大功率脉冲激光二极管驱动设计》文中指出脉冲式激光雷达探测性能与激光光源发出的光脉冲有关,而LD驱动电路性能好坏直接决定了光脉冲的优劣。基于激光测距仪系统要求,文章选用超快速场效应管作为开关器件,建立驱动电路模型,对驱动电路设计与分析,经过多次试验,成功设计出最小脉宽为5.6ns,上升沿为2.2ns,峰值电流可达12A的脉冲电路。其中脉宽脉宽为16ns,上升沿为3ns,重频达到50KHz,驱动LD峰值功率将近60W,成功用于激光雷达强激光光源发射部分。同时分析了影响电路的主要因素。
张怀迪[7]（2014）在《沙尘环境下的激光探测性能研究》文中认为激光具有抗电磁干扰能力强、角度和距离分辨率高、单色性好等优点,因此,在现代国民经济和国防建设中发挥着越来越重要的作用。激光光束在沙尘中传输时会与沙尘粒子发生相互作用,产生粒子的吸收和散射效应,使接收端的激光功率减小,导致系统性能下降,严重时甚至造成失效。因此,对脉冲激光在沙尘中传输特性的研究是分析激光传输效应和确定激光测距系统性能的重要基础。本文以脉冲式短程激光测距系统为背景,首先从发射和接收系统两个方面分析测距系统的光电探测特性,通过在发射端串联微小阻值测试电阻的方式研究高频环境下的输出特性；对于接收端回波信号的相关性分析后发现,在回波信号饱和之前,测试目标和作用距离的不同不会导致回波信号形状上的变化。根据这一发现提出了一种基于互相关算法的测距方法,即利用回波信号相关性比对来标定距离。对于沙尘环境中的探测特性分析,以Mie散射原理为理论基础,采用蒙特卡罗方法,建立了脉冲激光在定量沙尘浓度中的传输模型,对模型进行了软件仿真。通过搭建浓度可控的密闭试验箱,模拟环境的实验,分析了沙尘环境中测距系统的探测特性。通过大量实验表明,在沙尘环境中,随着沙尘粒子浓度的增加,激光信号的透过率呈现非线性降低,在不同浓度环境中,模型的衰减规律表征了实际衰减情况,为激光测距系统在具体工作中抗干扰提出理论依据。
杨璐娜[8]（2009）在《低功耗小型脉冲激光测距仪的研究》文中提出脉冲激光测距具有测量准确、响应迅速、结构简单等优点,广泛应用于人们的日常生活和工农业生产。本论文通过对发射电路、接收电路和计时电路的优化设计以及仿真实验,研究设计了一种新型脉冲激光测距系统。该系统具有精度高、功耗小、成本低和小巧便携等优点。主要工作如下:综述了国内外激光测距领域的发展现状和技术特点,深入分析了大气状态影响激光传输的各种因素以及半导体激光测距仪的关键问题。设计了一种基于TDC-GP2芯片的低功耗便携式脉冲激光测距系统。对以下问题进行了重点研究:1.给出了不同大气条件下,不同目标反射率和不同距离接收到每个激光脉冲光子数的仿真结果,分析和讨论了测距仪的测程和精度。2.设计分析了905nm激光二极管的驱动电路,得到了上升沿小于5ns、脉宽在30ns左右、大小可控的脉冲电流,解决了窄脉冲大电流驱动的技术难题。3.选择EG&G公司的Si-APD C30724P作为光电探测器,完成了Si-APD的高压电路、信号接收、前置放大、高通滤波和整形电路的设计,集成电路设计方案,简化了电路设计,便于系统调试。4.选择了高精度时差测量方法,完成了TDC控制电路的硬件设计,TDC-GP2的软件控制流程和硬件程序编写。测试结果显示测量误差达到了几十PS量级,相对误差百分之零点几。
汤晓晖[9]（2009）在《使用电光陶瓷主动调Q的铒玻璃眼安全激光器》文中研究表明波长在1.51.7μm的光，由于对人眼的危害较小，因此称为人眼安全波段。同时，1.51.7μm的波长范围正好处于大气传输窗口。从20世纪60年代以来一直在使用的Nd:YAG激光测距仪，技术已经完全成熟，并得到了广泛的应用。然而1.06μm波长存在着空气穿透能力差、对人眼伤害大等缺陷。1.5x μm波长的眼安全激光器由于其对人体伤害小，且正好处于大气传输窗口的缘故，很有可能可以完全替代Nd:YAG激光测距仪。本文的研究目的在于通过对目前已经投入实用的用于替代Nd:YAG激光测距仪的激光器进行了分析，尤其对输出1.5x μm波长的几种激光器的机理性能、相互之间的优劣等进行了分析比较。认为掺铒玻璃直接输出激光器、光学参量震荡激光器、拉曼激光器等三种产品各有所长，虽然目前都存在着各自的技术缺陷，但都有着可发展的后续潜力。本研究工作的意义在于，该项工作选择铒镱双掺玻璃激光器作为实验研究方向，对使用电光陶瓷主动调Q的铒玻璃眼安全激光器进行了分析实验，并提出进一步的研究发展方向。本文对眼安全测距用激光器的制作具有较好的借鉴作用。
吴应明[10]（2009）在《便携式脉冲激光测距仪的研制》文中研究表明目前,激光测距仪正朝着小型、低功耗和高精度方向发展,本文旨在尝试研制一种高精度的便携式脉冲激光测距仪。首先对激光测距系统进行了深入的理论分析,指出了激光测距仪设计应考虑的影响因素,提出了脉冲激光测距系统的解决方案,主要包括激光发射电路设计,接收电路设计以及高精度时间测量电路设计和软件实现。发射部分解决了窄脉冲大电流驱动的技术难题,探讨了两种设计方案:一种采用驱动芯片MIC4452的方法,另一种是采用两个三极管做开关电路,实现对电容的快速充放电,这种方法精度更高,且驱动电流大小可控,比较理想。接收电路设计给出了完整的解决方案,解决了高压偏置电路、前置放大器的设计等技术难题。高精度时间测量电路完成了PCB设计和硬件调试,通过软件编程实现了MSP430单片机和TDC-GP2的数据通信。.
二、小型低值LD激光测距仪的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、小型低值LD激光测距仪的研制（论文提纲范文）
（1）结合机器视觉路径规划的激光三角法零件精密测量系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 测量的意义 |
| 1.2 激光测量技术发展现状 |
| 1.3 本论文研究内容 |
| 2 测量系统及方案整体设计 |
| 2.1 测量要求 |
| 2.2 系统设计 |
| 2.3 测距装置 |
| 2.4 数据获取方式 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 测量文件及相关图像处理算法 |
| 3.1 图像预处理 |
| 3.2 特征提取处理 |
| 3.3 图像坐标转换方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 测量方案实现与结果分析 |
| 4.1 路径规划 |
| 4.2 路径坐标选取及实现 |
| 4.3 测量精度验证 |
| 4.4 数据获取及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）便携式激光测距望远镜的光学设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光测距机的发展状况及存在问题 |
| 1.3 激光测距机的发展方向 |
| 1.3.1 向人眼安全发展 |
| 1.3.2 向小型化和固体组件化方向发展 |
| 1.3.3 向集成化方向发展 |
| 1.3.4 体积小型化 |
| 1.4 本文研究的主要内容及章节安排 |
| 第二章 激光测距望远镜的工作原理 |
| 2.1 激光测距机的基本原理 |
| 2.1.1 激光测距的能量计算 |
| 2.1.2 激光器的选择及参数 |
| 2.1.3 接收探测器选择及参数 |
| 2.2 望远系统设计原理 |
| 2.2.1 望远镜的结构形式 |
| 2.2.2 物镜的结构选型 |
| 2.2.3 目镜的结构选型 |
| 2.2.4 棱镜转像系统的选型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 光学设计工作 |
| 3.1 望远系统光学设计 |
| 3.1.1 望远镜的技术指标 |
| 3.1.2 使用zemax设计物镜 |
| 3.1.3 目镜的设计与像质评价 |
| 3.2 激光测距系统的光学设计 |
| 3.2.1 激光测距系统概述 |
| 3.2.2 发射准直系统的设计 |
| 3.2.3 激光接收系统 |
| 3.3 盲区的计算 |
| 3.4 公差分析 |
| 3.4.1 公差分析概述 |
| 3.4.2 通用公差给定 |
| 3.4.3 公差分析介绍 |
| 3.5 光学零件制图 |
| 3.6 杂散光的消除 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 机械结构设计 |
| 4.1 镜片的固定方法 |
| 4.2 零件材料的选择 |
| 4.3 零件的涂层和热处理 |
| 4.4 结构图 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验结果 |
| 5.1 测试样机 |
| 5.2 测试软件界面 |
| 5.3 测量数据 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（3）基于激光测距机的“低慢小”目标运动信息感知技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本论文研究的背景和意义 |
| 1.2 激光测距方法对比 |
| 1.3 运动信息感知的国内外发展 |
| 1.4 本文的主要研究内容和结构安排 |
| 第2章 系统工作原理及探测理论 |
| 2.1 激光测距原理概述 |
| 2.1.1 目标反射特性 |
| 2.1.2 激光雷达距离方程 |
| 2.1.3 虚警概率和探测概率 |
| 2.2 位置信息探测理论 |
| 2.2.1 距离信息 |
| 2.2.2 位置信息 |
| 2.2.3 速度信息 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 系统硬件设计 |
| 3.1 系统的整体设计 |
| 3.1.1 系统性能参数 |
| 3.1.2 系统实现方案 |
| 3.2 控制系统的设计 |
| 3.3 激光发射电路 |
| 3.4 激光接收电路 |
| 3.5 时刻鉴别电路 |
| 3.6 距离测量电路 |
| 3.7 角度测量电路 |
| 3.7.1 倾角测量电路 |
| 3.7.2 摆角测量电路 |
| 3.7.3 方位角测量电路 |
| 3.7.4 通信协议 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 上位机控制 |
| 第5章 系统参数测量实验 |
| 5.1 激光器的参数测量实验 |
| 5.1.1 实验器材 |
| 5.1.2 实验结果 |
| 5.1.2.1 脉冲激光能量稳定度的测量 |
| 5.1.2.2 激光脉冲波形的测量 |
| 5.1.2.3 激光远场发散角的测量 |
| 5.2 激光测距机的参数测量实验 |
| 5.2.1 实验器材及实验搭建 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.2.2.1 角度分辨率的测量 |
| 5.2.2.2 测距范围的测量 |
| 5.2.2.3 测距精度的测量 |
| 5.2.2.4 距离分辨率的测量 |
| 5.2.3 误差分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）基于纳秒脉冲驱动电路的激光测距系统的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光测距技术国内外发展概况 |
| 1.3 激光测距技术主要应用 |
| 1.3.1 在表面缺陷检测中的应用 |
| 1.3.2 在无人驾驶中的应用 |
| 1.4 研究意义 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2 激光测距系统理论分析 |
| 2.1 脉冲式激光测距原理 |
| 2.2 相位法激光测距原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 纳秒脉冲驱动电路设计 |
| 3.1 传统纳秒脉冲电路设计方案 |
| 3.2 改进的纳秒脉冲电路设计思路 |
| 3.3 改进的纳秒脉冲电路设计方案 |
| 3.3.1 RC积分电路 |
| 3.3.2 触发信号比较与开关控制信号产生电路 |
| 3.3.3 驱动脉冲产生电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 脉冲式激光测距系统的硬件设计 |
| 4.1 系统整体架构 |
| 4.2 脉冲式激光测距系统的硬件设计 |
| 4.2.1 系统电源设计 |
| 4.2.2 嵌入式系统设计 |
| 1 微处理器最小系统电路 |
| 2 串口通讯(RS-232) |
| 4.2.3 LD激光器脉冲发射电路 |
| 1 半导体激光二极管原理与选型 |
| 2 半导体激光二极管驱动电路模型 |
| 3 半导体激光二极管驱动电路方案 |
| 4.2.4 回波信号接收放大电路 |
| 1 光电探测器的选择 |
| 2 回波信号接收放大电路设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 回波信号斜率校准算法与时间测量电路设计 |
| 5.1 时刻鉴别与回波信号边沿斜率校准电路 |
| 5.1.1 传统时刻鉴别方法 |
| 1 前沿时刻鉴别法 |
| 2 过零时刻鉴别法 |
| 3 恒定比值时刻鉴别法 |
| 5.1.2 回波信号斜率校准算法 |
| 5.1.3 斜率检测电路硬件设计 |
| 5.2 时间测量电路的设计 |
| 5.2.1 传统时间测量方法 |
| 1 电子计数法 |
| 2 模拟内插法 |
| 3 延时线内插法 |
| 5.2.2 TDC-GP22的工作原理 |
| 5.2.3 TDC-GP22硬件电路设计 |
| 5.3 TDC-GP22软件设计 |
| 5.3.1 整体软件设计 |
| 5.3.2 串口任务软件设计 |
| 5.3.3 TDC-GP22软件设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 实验结果与分析 |
| 6.1 TDC-GP22芯片精度测试 |
| 6.1.1 时间稳定性测量实验 |
| 6.1.2 多次平均提升时间测量精度实验 |
| 6.2 系统性能测试 |
| 6.2.1 近程测量实验 |
| 6.2.2 近程测量实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（5）脉冲激光雷达回波处理方法与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 脉冲激光雷达国内外研究现状 |
| 1.3 脉冲激光雷达回波处理方法研究现状 |
| 1.3.1 提高回波检测信噪比研究进展 |
| 1.3.2 大动态范围回波检测方法研究进展 |
| 1.4 本文主要创新点及内容安排 |
| 1.4.1 本文的主要创新点 |
| 1.4.2 本文内容安排 |
| 第二章 脉冲激光雷达系统理论基础 |
| 2.1 距离传感原理 |
| 2.1.1 光学三角法测距 |
| 2.1.2 激光时间飞行法 |
| 2.1.3 干涉法测距 |
| 2.1.4 光学频率梳测距 |
| 2.1.5 小结 |
| 2.2 基于TOF的激光雷达探测模型 |
| 2.2.1 激光雷达距离方程 |
| 2.2.2 噪声源 |
| 2.3 脉冲扫描激光雷达的系统组成 |
| 2.3.1 发射机子系统 |
| 2.3.2 天线子系统 |
| 2.3.3 接收机子系统 |
| 2.3.4 控制机子系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 脉冲激光雷达回波处理方法研究 |
| 3.1 非均匀间隔多脉冲方法研究 |
| 3.1.1 激光雷达信号的统计模型 |
| 3.1.2 均值滤波器对信噪比的影响 |
| 3.1.3 均匀间隔多脉冲算法 |
| 3.1.4 非均匀间隔多脉冲算法 |
| 3.1.5 仿真验证 |
| 3.1.6 实验验证 |
| 3.1.7 小结 |
| 3.2 脉冲回波时刻鉴别方法实验分析 |
| 3.2.1 前沿触发法 |
| 3.2.2 高通容阻法 |
| 3.2.3 恒比定时法 |
| 3.2.3.1 恒比定时的基本原理 |
| 3.2.3.2 模拟延迟线 |
| 3.2.3.3 恒比定时实验 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 分层多级处理的回波处理方法研究 |
| 3.3.1 分层多级处理方法原理 |
| 3.3.2 电路实现 |
| 3.3.2.1 放大电路 |
| 3.3.2.2 时刻鉴别 |
| 3.3.3 实验 |
| 3.3.3.1 实验设计 |
| 3.3.3.2 实验结果 |
| 3.3.4 结论 |
| 3.4 基于FPGA与高速DAC实现的近程动态增益控制方法研究 |
| 3.4.1 近程增益控制原理 |
| 3.4.2 敏感时间控制电路 |
| 3.4.3 实验 |
| 3.4.3.1 实验设计 |
| 3.4.3.2 实验结果 |
| 3.4.4 结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 近程脉冲扫描激光雷达系统设计 |
| 4.1 近程脉冲扫描激光雷达系统总体设计 |
| 4.2 天线子系统设计 |
| 4.2.1 同轴测距光学系统设计 |
| 4.2.1.1 半导体的光源特性 |
| 4.2.1.2 发射光学系统设计 |
| 4.2.1.3 接收光学系统设计 |
| 4.2.1.4 同轴光学系统结构设计 |
| 4.2.2 高速扫描系统设计 |
| 4.2.2.1 扫描基本原理 |
| 4.2.2.2 扫描系统结构 |
| 4.2.3 天线集成 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 发射机子系统设计 |
| 4.3.1 激光器驱动电路 |
| 4.3.2 发射机分光电路 |
| 4.4 接收机子系统设计 |
| 4.4.1 回波放大电路 |
| 4.4.2 时刻鉴别电路 |
| 4.5 控制机子系统设计 |
| 4.5.1 控制系统硬件结构 |
| 4.5.2 基于FPGA的控制系统 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 近程脉冲扫描激光雷达系统集成与测试 |
| 5.1 系统集成 |
| 5.2 子系统测试 |
| 5.2.1 天线测试 |
| 5.2.1.1 发散角度测试 |
| 5.2.1.2 扫描系统测试 |
| 5.2.2 发射机测试 |
| 5.2.3 接收机测试 |
| 5.2.3.1 接收板各级波形测试 |
| 5.2.3.2 噪声水平测试 |
| 5.2.4 控制机测试 |
| 5.2.4.1 码盘读取模块仿真时序图 |
| 5.2.4.2 GP21模块 |
| 5.2.4.3 STC模块测试 |
| 5.3 测距系统标定与测距实验 |
| 5.4 激光雷达系统扫描实验 |
| 5.4.1 测试环境 |
| 5.4.2 上位机程序 |
| 5.4.3 室内实验 |
| 5.4.4 室外实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（6）纳秒级大功率脉冲激光二极管驱动设计（论文提纲范文）
| 1 半导体LD驱动电路模型建立 |
| 2 纳秒级脉冲LD驱动电路设计和分析 |
| 2.1 纳秒短脉冲获取 |
| 2.2 驱动主电路设计与分析 |
| 3 高压电源输出功率分析和电路分布电感讨论 |
| 4 结论 |
（7）沙尘环境下的激光探测性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光测距系统研究现状 |
| 1.2.2 大气传输对激光衰减特性研究现状 |
| 1.2.3 沙尘暴对激光衰减特性研究概况 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 2 激光测试系统平台介绍 |
| 2.1 激光测距平台测试方法 |
| 2.1.1 脉冲法激光测距 |
| 2.1.2 相位法激光测距 |
| 2.1.3 干涉法激光测距 |
| 2.1.4 三角法激光测距 |
| 2.1.5 几种测距方法的比较 |
| 2.2 激光测试平台的基本组成 |
| 2.2.1 发射系统 |
| 2.2.2 接收系统 |
| 2.2.3 信息处理单元 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 激光测试平台的光电探测特性分析 |
| 3.1 测试平台发射系统性能分析 |
| 3.1.1 测试平台中激光二极管的光电特性 |
| 3.1.2 测试平台中激光二极管的输出特性 |
| 3.2 测试平台接收系统性能分析 |
| 3.2.1 光电探测器的选择 |
| 3.2.2 电磁干扰对接收端回波信号的影响 |
| 3.2.3 不同目标材质对接收端回波信号的影响 |
| 3.2.4 作用距离的变化对接收端回波的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 沙尘环境下系统探测特性分析 |
| 4.1 粒子光散射理论 |
| 4.1.1 瑞利散射 |
| 4.1.2 米氏散射 |
| 4.1.3 夫朗和费衍射 |
| 4.2 沙尘环境的物理特性 |
| 4.2.1 沙尘暴的浓度 |
| 4.2.2 沙尘暴中沙尘的粒子尺寸分布 |
| 4.2.3 沙尘暴中粒子的形态 |
| 4.3 激光在沙尘中的传输特性研究 |
| 4.3.1 沙尘粒子的消光截面和散射截面 |
| 4.3.2 激光在沙尘传输的散射 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验研究及数据分析 |
| 5.1 定量沙尘浓度中回波信号实验研究 |
| 5.2 曲线拟合的相关算法 |
| 5.2.1 最小二乘法原理 |
| 5.2.2 最小二乘法曲线拟合 |
| 5.3 数据拟合与实验数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）低功耗小型脉冲激光测距仪的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.3 系统关键技术 |
| 1.4 研究内容及目的 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 脉冲激光测距系统设计研究 |
| 2.1 激光测距系统工作原理 |
| 2.2 激光测距系统性能分析 |
| 2.2.1 测距系统性能指标分析 |
| 2.2.2 测距系统信噪比分析 |
| 2.2.3 测距系统精度分析 |
| 2.3 激光测距系统设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 系统发射、接收电路设计 |
| 3.1 系统发射电路设计 |
| 3.1.1 激光二极管的发光原理、特性及选型 |
| 3.1.2 LD驱动电路设计 |
| 3.1.3 电路仿真实验及结果分析 |
| 3.2 系统接收电路设计 |
| 3.2.1 光电探测器的选择 |
| 3.2.2 高压电路设计 |
| 3.2.3 前置放大器设计 |
| 3.2.4 主放大器的设计 |
| 3.2.5 高速比较器设计 |
| 3.2.6 脉冲时刻鉴别 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于TDC-GP2的时间测量设计 |
| 4.1 精密时间测量方法简介 |
| 4.2 TDC-GP2的工作原理 |
| 4.3 时间间隔测量功能实现及实验结果分析 |
| 4.3.1 TDC-GP2的原理图设计 |
| 4.3.2 软件实现 |
| 4.3.3 试验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的科研论文 |
| 致谢 |
（9）使用电光陶瓷主动调Q的铒玻璃眼安全激光器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 眼安全激光器的技术方案选择 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 激光测距机理 |
| 1.3 激光测距技术发展 |
| 1.3.1 第一代激光测距仪 |
| 1.3.2 第二代激光测距仪 |
| 1.3.3 第三代激光测距仪 |
| 1.4 1.5X μM 波长眼安全激光测距光源发展现状 |
| 1.4.1 直接输出 1.5X μM 波长固体激光器 |
| 1.4.2 眼安全光学参量振荡 OPO 固体激光器 |
| 1.4.3 眼安全拉曼激光器 |
| 1.5 几种眼安全光源方案的对比 |
| 1.6 眼安全激光器的实验目标与技术方案 |
| 1.6.1 工作目标 |
| 1.6.2 技术方案 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 铒玻璃眼安全激光器实验方案 |
| 2.1 铒玻璃的能级模型 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 泵浦源 |
| 2.2.2 铒玻璃的温度特性 |
| 2.2.3 调 Q 方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 铒玻璃激光器的实验 |
| 3.1 铒玻璃激光器的结构设计 |
| 3.2 铒玻璃激光器 CW 输出的测试 |
| 3.2.1 LD 的 P-I 曲线 |
| 3.2.2 LD 的Λ-T 曲线 |
| 3.2.3 LD 泵浦光的损耗 |
| 3.2.4 940NM LD 泵浦时的特性 |
| 3.2.5 980NM LD 泵浦时的特性 |
| 3.2.6 将 YVO4WALKOFF 晶体加入谐振腔内的测试 |
| 3.2.7 电光陶瓷的测试 |
| 3.2.8 电光陶瓷调 Q 电路图 |
| 3.3 实验结论 |
| 3.3.1 转换效率 |
| 3.3.2 YVO4 晶体起偏 |
| 3.3.3 存在的问题 |
| 3.3.4 下一步的工作 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 铒玻璃激光器的实验改进 |
| 4.1 泵浦源与泵浦方式的选择 |
| 4.2 调 Q 方式 |
| 4.3 电路设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作回顾 |
| 5.2 成果及意义 |
| 5.3 存在的问题及进一步的工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 附件 |
（10）便携式脉冲激光测距仪的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光测距技术原理 |
| 1.3 研究背景 |
| 1.4 半导体激光测距中的关键技术 |
| 1.5 研究内容及目的 |
| 第二章 系统设计分析 |
| 2.1 激光的大气传输分析和信噪比计算 |
| 2.1.1 大气的传输问题 |
| 2.1.2 测距仪的测程 |
| 2.1.3 信噪比 |
| 2.1.4 脉冲激光测距的精度 |
| 2.2 测距系统设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 激光发射电路设计 |
| 3.1 半导体激光器的工作原理 |
| 3.1.1 半导体激光器发光原理 |
| 3.1.2 激光二极管的特性 |
| 3.2 半导体激光驱动电路设计 |
| 3.2.1 半导体激光器发射的关键技术 |
| 3.2.2 脉冲式半导体激光器驱动设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 接收电路设计 |
| 4.1 光电转换电路设计 |
| 4.1.1 雪崩二极管工作原理 |
| 4.1.2 雪崩光电二极管的选择 |
| 4.2 高压偏置电压 |
| 4.3 前置放大器设计 |
| 4.4 主放大器的设计 |
| 4.5 高速比较电路设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 高精度时间测量电路设计和软件实现 |
| 5.1 时刻鉴别的方法 |
| 5.2 TDC-GP2 的功能介绍、工作原理及应用 |
| 5.2.1 TDC-GP2 具有的一些特点 |
| 5.2.2 TDC-GP2 工作原理 |
| 5.2.3 TDC-GP2 寄存器介绍 |
| 5.3 时间测量电路原理及其软件实现 |
| 5.3.1 数字部分电路原理 |
| 5.3.2 TDC-GP2 控制的软件实现 |
| 5.3.3 数据处理 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在读期间研究成果 |
四、小型低值LD激光测距仪的研制（论文参考文献）
- [1]结合机器视觉路径规划的激光三角法零件精密测量系统研究[D]. 王朝. 华中科技大学, 2019(03)
- [2]便携式激光测距望远镜的光学设计[D]. 王占宁. 北京工业大学, 2018(05)
- [3]基于激光测距机的“低慢小”目标运动信息感知技术[D]. 李菲. 北京理工大学, 2018(07)
- [4]基于纳秒脉冲驱动电路的激光测距系统的研究[D]. 王远. 中国计量大学, 2018(01)
- [5]脉冲激光雷达回波处理方法与系统研究[D]. 陈向成. 中国科学技术大学, 2015(09)
- [6]纳秒级大功率脉冲激光二极管驱动设计[J]. 熊显名,李三龙,张文涛,张良. 桂林航天工业学院学报, 2015(01)
- [7]沙尘环境下的激光探测性能研究[D]. 张怀迪. 西安工业大学, 2014(09)
- [8]低功耗小型脉冲激光测距仪的研究[D]. 杨璐娜. 西北大学, 2009(08)
- [9]使用电光陶瓷主动调Q的铒玻璃眼安全激光器[D]. 汤晓晖. 上海交通大学, 2009(04)
- [10]便携式脉冲激光测距仪的研制[D]. 吴应明. 西安电子科技大学, 2009(07)