基于统计滤波法提高飞秒激光测距精度的研究

发布时间：2024-04-16 01:22

　　距离测量是一项传统但意义重要的测量工作。在卫星编队飞行、精密机械、大尺寸制造等存在控制定位或跟踪测量需求的领域中,测量精度和实时性成为评价测距系统的重要指标。飞秒激光测距系统的测量精度高、测距量程远、更新速率快,但是测量过程中的高斯白噪声会造成测距精度的降低.。本文搭建了双飞秒激光绝对距离测量系统,同时提出了一种在保证测距系统测量实时性和测量准确度的基础上,滤除系统随机噪声,提高测量精度的方法。本文的主要工作内容包括以下几部分:1、对比了多种距离测量方法的特点,回顾并综述了国内外在飞秒激光绝对距离测量领域的发展过程和研究现状。介绍了应用于绝对距离测量的双飞秒激光测距系统的测量原理及测量系统:阐述光学异步下采样原理,进而分析基于两台飞秒激光器的光学等效采样方法实现飞行时间法测距的基本原理;介绍绝对距离测量系统的测量装置及数据处理和绝对距离解算步骤。2、在理论方面,通过分析几种统计滤波方法,包括维纳滤波法的时域及频域解法、SSM滤波法,并对其对仿真测距结果的滤波效果进行对比,选定了能够保证测量更新速率的Kalman滤波法滤除测量系统随机噪声;建立了适用于双飞秒激光绝对距离测量系统的三维Ka...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1顺序等效采样原理图示

图2-1顺序等效采样原理图示.2光学等效采样原理同样地，基于上述原理，飞秒激光信号光的超短脉冲序列也可以通过光过程被重复频率相近的其它超短脉冲序列采样，并在采样过程中按一定，以利于光电探测器的探测。该过程称为光学下采样过程。在光学下采，信号光和本振光激光器之间的微小重频差r....

图2-2PPKTP晶体实现光学互相关

图2-2PPKTP晶体实现光学互相关述光学等效采样原理，如图2-3所示，使用重复频率具有锁模激光器作为光源，分别为信号光和本振光。信号光激脉冲序列经过迈克尔逊干涉仪后变为参考光信号和目标列。该序列与本振光脉冲序列合束后通过非线性和频晶光学下采样后展宽N倍的等效采样参....

图2-3双飞秒激光绝对距离测量原理

图2-2PPKTP晶体实现光学互相关基于上述光学等效采样原理，如图2-3所示，使用重复频率具有微小差值rf的两台光纤锁模激光器作为光源，分别为信号光和本振光。信号光激光器重复频率为rf，其脉冲序列经过迈克尔逊干涉仪后变为参考光信号和目标光信号相间的光脉冲序列。该序列....

图2-4双飞秒激光绝对距离测量系统：(a)双飞秒激光光源部分；(b)测距系统实验装置图

16图2-4双飞秒激光绝对距离测量系统：(a)双飞秒激光光源部分；(b)测距系统实验装置图图2-4(b)为双飞秒激光绝对距离测量系统装置示意图，包括双飞秒激光源部分（图2-4(a)）、光学互相关部分和数据采集及数据处理部分。其中，双飞秒激光光源部分是两台独立的、自由运转的....

本文编号：3956234