脉冲激光测距时间间隔测量及误差分析.PDFVIP

脉冲激光测距时间间隔测量及误差分析 杨成伟 ,陈千颂 ,林 　彦 ,霍玉晶 (清华大学 电子工程系 ,北京 　100084) 　　摘要 :在脉冲激光测距时间间隔测量系统中 ,传统的数字时钟计数法受限于计数时钟的频率 , 测量精度不高。由于模拟插入法具有测量范围大、线性好、测量精度高的优点 ,广泛应用于脉冲激 光测距时间间隔测量系统中。介绍了模拟插入法时间间隔测量的原理 ,设计了其测量系统及相应 的测试电路。利用该系统进行了实验研究 ,达到了 100 ps 的时间间隔测量精度 ,对应于 1. 5 cm 的 测距精度。最后 ,进行了测量误差分析。 关 　键 　词 : 　　脉冲激光测距 ; 　时间间隔测量 ; 　模拟插入法 ; 　精度 中图分类号 :TN249 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :100722276 (2003) 0220123204 Measurement on time2interval in pulsed laser ranging and error analysis YANG Cheng2wei , CHEN Qian2song , LIN Yan , HUO Yu2jing (Department of Electronic Engineering , Tsinghua University , Beijing 100084 , China) Abstract : The traditional digital counting method for time2interval measurement in pulsed laser ranging can’t achieve high precision , for it’s restricted by the frequency of counting clock. Analog interpolation time2 interval measurement has advantages of long measurement range , good linearity and high precision , so it is widely applied for time2interval measurement in pulsed laser ranging. The principle of time2interval measure2 ment by analog interpolation in pulsed laser ranging is introduced. The corresponding time2interval measure2 ment system is designed and studied in experiments. The precision of time2interval measurement reaches up to 100 ps , which corresponds to distance measurement precision at 1. 5 cm. In the end , the error of analog inter2 polation time2interval measurement is analyzed theoretically. Key words :　　Pulsed laser ranging ; 　Time interval measurement ; 　Analog interpolation method ; 　 Precision 　　收稿日期 :2002207225 ; 　修订日期 :2002210215 作者简介 :杨成伟 (19772) ,男 ,山东莱阳人 ,博士生 ,主要从事全固态激光器及激光测距方面的研究工作。 第 32 卷第 2 期 　　　　　　　　　　　　　　红外与激光工程 　　　　　　　　　　　　　　2003 年 4 月 Vol. 32No. 2 　　　　　　　　　　　　Infrared and Laser Engineering 　　　　　　　　　　　　Apr. 2003 资料整理自互联网，版权归原作者！ 欢迎访问 www.XinShiL 新势力单片机、嵌入式　　 1 　引 　言 激光测距在军事上的应用最早 ,技术最成熟 ,它 的应用大大提高了火炮和武器的命中率。其中 ,脉冲 激光测距以其峰值功率高、探测距离远、测距精度高、 对光源相干性要求低等优点 ,在工业、航空航天、大地 测量、建筑测量和机器人等领域获得了广泛应用。不 同的应用对测量范围与精度有不同的要求 ,在军事 上 ,测量范围从几百米到几十千米 ,相应的精度要求 从几十厘米