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隨著光通信的蓬勃發展，光纖通信技術廣泛應用于電信、電力、廣播等領域，對整個信息產業產生了深遠影響，光纖已成為當前最有前景的傳輸媒介。與此同時，光纖測試技術在光纖生產、現場鋪設與后期維護等工程領域中得到廣泛應用。光時域反射儀（Optical Time Domain Reflectometer），又稱背向散射儀，是一種用于表征光纖鏈路物理特性的精密光學測試儀器，主要用于測試光纖鏈路長度，精確定位斷點事件，計算光纖損耗，并提供與長度有關的衰減細節。光纖鏈路中待測光纖的測量長度范圍和測量精度，取決于OTDR的激光出纖功率和光脈寬。因此，需要設計合適的激光脈沖驅動電源及配套的控制和探測系統，研究激光出纖功率和脈寬對測量長度和測量精度的影響，從而獲得能滿足不同光纖鏈路測量需求的OTDR系統解決方案。文章在具體描述了光時域反射儀的工作機理以及影響其主要性能的關鍵參數的基礎上，提出以設計能提供大功率、窄脈沖電流信號的激光驅動電源作為提高OTDR性能的主要手段。在掌握半導體激光驅動原理的基礎上，經過細致地比較與方案論證提出以 MOSFET作為激光脈沖驅動電源的開關器件，以能量儲存法作為窄脈沖產生機制的脈沖電源設計方案，設計實現基于FPGA的觸發脈沖信號，并通過 Multisim對系統硬件電路仿真優化，實現激光脈沖驅動大功率、窄脈寬輸出。以雪崩二極管作為光電探測系統關鍵響應轉換器件驗證驅動電源性能，并完成光纖測距。最終成功研制出一套基于納秒脈沖激光和對應光電探測系統的OTDR系統，并進行了實際測試測試和研究結果顯示：所研制的脈沖激光電源能輸出的最小脈寬為33n，最小輸出峰值電流為1A，且峰值電流及頻率大小可調。大電流窄脈寬驅動電源信號輸出可極大地增強光時域反射儀的動態范圍以及分辨率，探測器分時調控測量技術可以極大地提高系統的測量精度和信噪比。
標簽： 激光 驅動 電源 光電探測
上傳時間： 2022-03-11
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本文以某油田數字化改造項目為背景，研究內容主要分為如下四個部分（1）三維激光掃描儀在掃描作業中會產生精度不符合項目要求的問題，導致后續的維模型精度無法達到要求。本文系統分析了掃描儀的誤差來源，采用單邊法和交叉雙邊法的標定實驗方案，可以較快、較準確的檢驗三維激光掃描儀的精度，為后續數據獲取奠定了良好的基礎（2）傳統的紋理圖片采集方法沒有規則，拍攝的圖片較多，數據量較大，且有時會遺漏部分場景信息。通過對比分析研究前后幾次采集的大量紋理圖片數據，提出了一種快速、全面的紋理采集方法，提高了采集效率，降低了數據量。通過研究降噪、增強特征等算法，對紋理圖片進行處理，獲取了較好的模型顯示細膩感。最后，通過對比實驗分析了上種不同理貼圖方法在模型真實度、內存占用量和操作易程度等力面的影響，得出各個貼圖方法的優缺點及適用范圍，為后續的高質量、快速度的紋理貼圖提供了理論依據（3）針對地面激光掃描儀在點云拼接時出現無法識別標靶球的問題，分析研究了大量其它站掃描的點云數據和標靶擺放位置，提出了相應的擺放規則，提高了識別標靶的成功率和點云拼接效率。復雜的曲面類模型在正向建模軟件中的操作難度較大，且操作復雜，作者通過轉換格式將點云放置在逆向軟件中使用曲面擬合建模方法進行三維建模，提高了建模效率。非規則類模型在通過交集、并集和差集操作時會出現模型消失的問題，經過實驗和研究，詳細提出了其建模步驟，減少了該類問題的出現。團隊協同作業的模型整合階段容易出現材質和模型重復問題，結合項目的建模技術要求提出了相關的模型建模規范，提高了模型整合效率
標簽： 數據融合
上傳時間： 2022-03-17
上傳用戶：XuVshu
作為一種全新的探測技術，激光雷達已廣泛應用于大氣、陸地、海洋探測、空中交會對接、偵察成像、化學試劑探測等領域。與傳統雷達技術相比，激光雷達是一種通過發射特定波長的激光，處理并分析回波信號，實現目標探測的技術，具有高測量精度、精細的時間和空間分辨率，以及極大的探測距離等優點，目前已成為一種重要的探測手段。激光雷達探測系統需采用硬件電路實現系統的控制以及回波信號的處理、分析，從而實現目標距離、速度、姿態等參數的測量，因此研制高速、高精度、性能穩定、性價比高、保密性強的處理電路，對提升激光雷達探測系統的整體性能有著十分重要的意義。 激光雷達系統控制及信號處理電路有多種實現方案，傳統的MCU實現方案較為普遍，但受線程的帶寬限制，且難以提高系統的精度與復雜性；采用 FPGA、ARM或DSP實現信號處理架構，一定程度上提高了系統的帶寬與復雜度，但成本較高，功耗較大，且開發周期較長。針對目前激光目標探測系統中，對系統控制復雜度，信號處理實時性，整體性能與功耗等要求，論文提出了一種基于 CPLD與MCU架構的電路改進方案。該方案采用高速并行的現場可編程PLD器件，完成相關電路的控制與回波信號的實時處理、分析；同時選用線程處理優勢較強的MCU，實現相關信號的控制與高速串口的收發，完成PC軟件終端的通信。 本文結合所提出的基于 CPLD與 MCU架構的硬件電路設計方案，選用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增強型單片機STC12LE5A60S2，實現了激光雷達系統控制及信號處理等功能。文中詳細介紹了實驗系統的設備資源與硬件電路的模塊化設計，完成了相關外設的驅動控制，并采用 CPLD與 MCU完成了回波信號的采集、處理與分析，最終通過與所設計PC軟件終端的通信，實現與硬件電路板的實時數據上傳。 目前板卡在100MHz主頻下工作，可完成10kHz激光器的觸發，并行實現回波信號的實時處理與分析，以及921600波特率下的高速串口通信。結合激光雷達實驗系統，多次進行硬件電路的測試與實驗，表明本文設計的激光雷達系統控制及信號處理硬件電路功能正常，性能穩定，且功耗低，保密性強，符合設計的需求，實驗證明本文所提出方案的具有一定的可...
標簽： cpld mcu 激光雷達
上傳時間： 2022-05-28
上傳用戶：xsr1983
激光雷達（Lidar light detection and ranging，光探測和測距的縮寫）是利用激光作為探測源的1種探測雷達。與常見的微波雷達所采用的波源微波相比，激光具有單色性好、相干性強、方向性好的特點，而且光波的工作波長與微波相比小3~5個數量級，因而激光雷達有極高的時空分辨力和抗干擾能力。因此，激光雷達在測距、制導、導航、測繪和大氣遙感、大氣探測等軍用、民用領域有非常廣闊的發展前景1-1由于激光雷達的波源是激光，所以其回波信號的接收是1個光電轉換的過程。激光雷達工作過程中激光源與探測目標、大氣的相互作用以散射和吸收為主，十幾公里外的回波多則十幾少則幾個光子，信號非常弱，因此激光雷達微弱信號檢測、放大技術是激光雷達的關鍵技術之.。目前，國內外在激光雷達信號前置放大領域的研究不多，往往是直接應用市場成品于不同的激光雷達，實際使用效果有好有壞。國外研制PMT前置放大器的公司有EMI，PHIL IPS SCIEN-TIFIC等公司，然而，不同的激光雷達，其回波信號和系統參數往往不一樣，因此有必要根據實際的激光雷達系統參數對其前置放大器進行優化設計，這樣才能更好的對激光雷達信號進行檢測放大。
標簽： 激光雷達 微弱信號檢測
上傳時間： 2022-06-19
論文通過對高精度脈沖式激光測距系統的研究，并在參照課題技術指標的基礎上，旨在提供一種高精度脈沖式激光測距系統的解決方案，并對脈沖式激光測距儀系統設計中所涉及的脈沖讀取與放大電路、時刻鑒別、時間間隔測量等關鍵技術進行了深入的研究和探討。論文利用電流-電壓轉換法對脈沖信號進行讀取，并使用了可控增益放大技術，使得放大后的脈沖信號能在限定幅值范圍內變化，減小了時刻鑒別中由于脈沖幅值波動所引起的漂移誤差；在時刻鑒別中，采用了預鑒別恒定比值鑒別法使漂移誤差進一步減小。時間間隔測量是論文的核心部分，基于TDC-GP2的時間間隔測量設計使系統的時差測量精度達到72ps，高精度的時差測量為系統測距精度提供了可靠保障。關鍵詞：脈沖激光測距；可控增益放大；蜂值檢測：時刻鑒別：TDC-GP2
標簽： 脈沖激光測距
上傳時間： 2022-06-21
無掃描激光雷達測距成像技術和其他測距系統相比具有可對動態物體清晰成像，功耗低，體積小，成本低廉的優點。無論在軍事上，還是在民用上都有非常重要的地位，是激光需達的重點研究方向。本論文介紹了四種基于不同原理的無掃描激光雷達方案。其中基于脈沖增益調制法的無掃描激光雷達具有很強的創造性，該方案使用脈沖光源，脈沖光源發出脈沖光照射目標物體，經物體反射后由功能光接收器MCP（Micro Channel Plate）接收，對MCP施加線性增益調制，在MCP輸出端形成新的光場，由CCD（Charge Couple Device）接收.CCD輸出的圖像經圖像處理后得到二維圖像信息。該方案對背景光干擾不敏感，可成像距離遠，具有很大的研究價值。本文設計了一套模擬系統來驗證基于脈沖調制法的無掃描激光雷達測距方案的可行性，由于光電倍增管PMr（Photoelectric electron-multiplier tube）在功能上和MCP具有最大的相似性，所以模擬系統中功能光接收器采用光電倍增管。系統由激光驅動模塊、PMT驅動模塊、時序控制模塊、采樣接收模塊四個部分組成。我們利用自行研制的模擬系統進行了大量的模擬實驗，經過對實驗結果分析發現該模擬系統的測量距離可達到1千米，測量誤差在15米以內，表明了該方案是確實可行的。論文最后對誤差來源進行了分析，并對整個項目進行了總結和展望。
標簽： 激光雷達 測距
上傳時間： 2022-06-22
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第一章 RFID基礎知識簡介1.1 RFID的定義RFID是什么？RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標簽。RFID其主要核心部件是一個電子標簽，直徑僅為2毫米不到，通過相距幾厘米到幾米距離內傳感器發射的無線電波，可以讀取電子標簽內儲存的信息，識別電子標簽代表的物品、人和器具的身份。1.2 RFID射頻識別技術的概念RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種突破性的技術："第一，可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識別一類物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數據，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第三，可以同時對多個物體進行識讀，而條形碼只能一個一個地讀。此外，儲存的信息量也非常大。
標簽： rfid 射頻識別
光電跟蹤系統的組成框圖如圖3-1 所示，從獨立功能單體上分主要由激光測距儀、電視跟蹤儀、紅外跟蹤儀組成；從功能模塊分主要有傳感器模塊、轉臺及測角和信息處理單元組成。其中電視攝像儀、紅外熱像儀和激光測距主機為傳感器模塊，激光信息處理機、圖像跟蹤處理器、伺服控制和信息管理機為信息處理單元。圖2-1 光電跟蹤系統組成框圖光電跟蹤系統信息處理采用融合技術。在光電跟蹤系統中，信息管理機、電視/紅外圖像跟蹤處理器、激光信息處理機和伺服控制為信息處理單元。信息管理機既負責光電跟蹤系統和火控臺之間信息的交換，又負責光電跟蹤系統內部各信息處理單元之間的信息融合和數據交流;圖像跟蹤處理器進行電視/紅外跟蹤儀的圖像跟蹤信息處理;激光信息處理機是激光測距儀的指控中心和數據處理中心;伺服控制系統實現伺服機動系統的調度。
標簽： ccd 光電跟蹤技術
上傳時間： 2022-06-23
上傳用戶：canderile
物聯網技術在工業領域中的應用解析物聯網是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統（GPS）、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》提出“促進物聯網、云計算的研發和示范應用”。工業是物聯網技術的重要應用領域。要實現從“中國制造”向“中國智造”的轉變，必須大力推廣應用物聯網技術。為響應號召，云里物里科技也在物聯網方面的BLE藍牙模塊和iBeacon領域深入研究，目前也把自身的產品遠銷80個多國家和地區，為物聯網發展貢獻了一份力量。一、物聯網技術在工業領域的應用現狀目前，物聯網技術在產品信息化、生產制造環節、經營管理環節、節能減排、安全生產等領域得到應用。
標簽： 物聯網 工業控制
上傳時間： 2022-06-24
激光測距儀利用激光對目標的距離進行測量，具有重量輕、體積小、操作簡單測量速度快的特點口，已逐步得到普及和應用。激光測距儀主要分為手持式和望遠鏡式兩種，其中手持式多采用相位式，測量距離一般在200米以內，精度在2mm左右，功能豐富，除了測量距離還可以計算面積、體積和高度等參數；望遠鏡式測量距離較遠，一般在500~3000米，但是精度較低，一般在1米左右，主要用于野外遠距離測量。功能較單一。近年來，隨著主要元器件的價格下跌和測量技術的成熟，手持式激光測距儀使用越來越普及，特別是在房屋丈量方面己基本替代皮尺和卷尺。本文以STM32F103RBT6為核心，以相位式測量原理為基礎，結合激光調制和解調電路，設計了手持式激光測距儀硬件系統。在該硬件基礎上移植了輕量級的FreeRTOS實時操作系統，充分利用該操作系統的特點，使軟件的編程方式上面變得更加簡潔流暢、可維護性強，在使用體驗方面也提高了系統的響應靈敏性和穩定性，提高了產品的市場競爭力。
標簽： freertos stm32 手持激光測距儀
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