高精度高重频脉冲激光测距系统

《高精度高重频脉冲激光测距系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第40卷第8期红外与激光工程2011年8月Vol.40No.8InfraredandLaserEngineeringAug.2011高精度高重频脉冲激光测距系统纪荣祎，赵长明，任学成(北京理工大学光电学院，北京100081)摘要：在三维激光扫描探测系统中，激光测距的测量重频和测量精度是影响整个系统性能的关键参数。介绍了三维激光扫描探测系统的工作特点，设计了一种以NiosII嵌入式软处理器为核心的高重频、高精度脉冲激光测距系统。通过分析影响测量重频和测距精度的因素，采用双阈值时刻鉴别方法进行计时起止时刻的鉴别，使用TDC-GP2高精度时间间隔测量芯片进行

2、精密计时，设计了基于NiosII嵌入式软处理器的计时控制系统以提高测量重频。实验结果表明：实现了测量重频为20000次/s、测距精度为3cm的激光测距。与传统的单片机控制的计时系统相比,该系统不仅测量重频和测量精度高，且具有更好的可扩展性和灵活性。关键词：脉冲激光测距；精密时间测量；三维激光扫描；NiosII中图分类号：TN247文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)08-1461-04HighprecisionandhighfrequencypulselaserrangingsystemJiRongyi,ZhaoChangming,R

3、enXuecheng(SchoolofPhotoelectronics,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)Abstract:Inthree-dimensional(3D)laserscanningdetectionsystem,themeasurementrepetitionrateandmeasurementprecisionoflaserrangingarethekeyparametersaffectingtheperformanceofthewholesystem.Theworkch

4、aracteristicsof3Dlaserscanningdetectionsystemwereintroduced,andahighrepetitionrateandhighmeasurementprecisionpulselaserrangingsystembasedontheNiosIIsoft-corewasdesigned.Accordingtotheanalysisofthefactorswhichaffectedtherepetitionrateandprecisionofrangemeasure,thedouble-threshold

5、timediscriminatorwasadoptedtoproducetimingmarkforthestart-stoptimediscrimination,andtheTDC-GP2high-precisionintervalmeasuringchipwasusedtoachievehighprecisionontimemeasure.Inaddition,thetimemeasurecontrolsystembasedontheNiosIIsoft-corewasdesignedtoimprovethemeasurementrepetition

6、rate.Experimentalresultsshowthatthemeasurementrepetitionrateof20000/sandtherangingprecisionof±3cmareachieved.ComparedwiththetraditionalMCUtimemeasurecontrolsystem,thedesignedsystemownstheadvantagesofhighrepetitionrateandhighmeasurementprecision,furthermore,itismoreexpandableandf

7、lexible.Keywords:pulselaserranging;highprecisiontimemeasure;3Dlaserscanning;NiosII收稿日期：2010-12-18；修订日期：2011-01-17基金项目：国防科技工业技术基础科研项目(J172009C001)作者简介：纪荣祎(1984-)，男，博士生，主要从事三维扫描激光探测系统的研究。Email:xiaoxiao8673@163.com。导师简介：赵长明(1960-)，男，教授，博士生导师，博士，主要从事新型激光器件与技术、光电子信息技术与系统方面的研究工作。Email

8、:zhaochm1@263.net1462红外与激光工程第40卷0引言三维激光扫描是一种基于激