一种提高脉冲激光测距精度的方法

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1、第26卷第2期光电技术应用Vol.26，No.22011年4月ELECTRO-OPTICTECHNOLOGYAPPLICATIONApril，2011·光电探测·一种提高脉冲激光测距精度的方法朱福，林一楠(东北电子技术研究所，辽宁锦州121000）摘要：在介绍脉冲激光测距原理的基础上，分析了影响脉冲激光测距精度的两种主要原因，脉冲时刻鉴别误差和时间间隔测量误差对测距精度的影响。指出了针对这两种原因的解决措施，介绍了采用高通容阻时刻鉴别法和差分延迟线法时间测量等技术，实现较高的测距精度的方法，对其工作原理作了介绍。关键词：

2、脉冲激光测距；时间间隔测量；高通阻容时刻鉴别；差分延迟线中图分类号：TN247文献标识码：A文章编号：1673-1255（2011）02-0042-03MethodtoImproveAccuracyofPulseLaserRangingZHUFu，LINYi-nan（NortheastResearchInstituteofElectronicsTechnology，Jinzhou121000，China）Abstract:Theprincipleofpulselaserrangingisintroduced,thetwo

3、mainreasonssuchaspulsetimediscrimi⁃nationerrorandtimeintervalmeasurementerror,whichaffectthepulselaserrangingaccuracyareanalyzed.Aim⁃ingatthesolutionofabovetworeasons,ahigheraccuracymethodisprovided,whichusesCR-highpasstimedis⁃criminationanddifferentialdelaylinet

4、imeintervalmeasurement,anditsworkingprincipleisintroduced.Keywords:pulselaserranging;timeintervalmeasurement;CR-highpasstimediscrimination;differentialde⁃layline目前的激光测距从工作机理上分主要有脉冲高，比如到厘米量级以下，则必需采取一些技术手激光测距体制和连续波激光测距体制。脉冲激光段方可实现。文中就其中比较重要的问题和解决测距体制是通过直接测量光脉冲发出的时间

5、和光方法进行了探讨。脉冲返回的时间并进行计算得到距离的方法，可以1脉冲激光测距的基本原理具有较高的脉冲峰值功率，适用于中长距离的测量；连续波激光测距体制，一般采用较低的激光功脉冲激光测距的过程一般是用激光器向待测率，被测对象处有合作目标，适用于中短距离的测目标发射激光脉冲，并用一个探测器对发射的激光量。脉冲激光测距系统结构较为简单，使用方便，脉冲进行采样，以触发测距机的时间测量系统开始因此应用比较广泛。计时，光脉冲到达目标后经漫反射返回到激光测距测距精度是激光测距机的重要技术指标之一，机的探测器，产生信号停止计时，然后根

6、据光速计在对精度要求不高的情况下，比如米量级，不需要算出目标距离的方法。基本公式为采取任何技术手段，只需采用普通的直接计数法就D=c×t/2（1）可以实现，其精度取决于计数的时钟频率。在时钟式中，D为探测器到探测目标之间的距离；t为激光频率已经很高的情况下，要使测距精度进一步提收稿日期：2011-01-24基金项目：国家部委基金项目作者简介：朱福（1973-），男，江苏靖江人，硕士，主要研究方向为光电技术应用.第2期朱福等：一种提高脉冲激光测距精度的方法43脉冲往返经过的时间；c为光速。可以看出，脉冲式高测量精度，就要采

7、用一定的技术手段，来达到与激光测距中距离测量的问题转化为激光脉冲飞行提高时钟频率相当的效果。如图2所示，总的时间时间测量的问题。t=nT-ts+te。式中，n是计数值；T是时钟周期；ts是由于把第一个计数周期都看作完整周期而多出来的2影响脉冲激光测距精度的主要因素时间；te是在结束前被计数系统丢掉的时间。要想2.1脉冲时刻鉴别误差因素进一步提高测量精度，就要把ts和te精确测量出来。因为t=nT+（T-ts）-（T-te），（T-ts）和（T-te）都是以探对于脉冲激光测距系统，影响测量精度的因素测器信号为起点的信号，便

8、于数字电路处理，所以可以分为外部因素和内部因素两类。外部因素主可以先测量（T-ts）和（T-te），然后计算出ts和te。要是指大气折射率的变化等，这部分因素不可控；内部因素主要是指由于测距系统自身的因素，包括计数时钟系统带宽、脉冲时刻鉴别[1，2]、时间测量精度等，这开始T结束些因素可以通过合理的设计，避免或消除其