相位式激光测距仿真系统的设计与实现(2)

参数 取值 转化效率 1mA/mw 放大倍数 103 系统噪声 0.2 mw

滤波器类型 3阶Butterworth 型 通带

75MHZ ~85MHZ

表 4 信号处理模块参数设置

参数 取值

滤波器类型 3阶Butterworth 干扰 0.005mw

通带

1.46MHZ ~1.54MHZ

表 5鉴相模块参数设置

参数 取值

有效时间段 10?6s~2?10?6s

自动数字鉴相

记数脉冲周期：27ps

在上述条件下，仿真实验与样机试验在每一距离处均重复测量100次，在excel中进行统计分析求出各位置处的精度，并绘制二者精度图，如图6所示。

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增加幅相误差对系统的影响，逐步的完善噪声模型，研究新的鉴相方法等。 参考文献

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[2] 范虹, 刘晓群. 数字同步解调测相的激光测距技术研究与仿真 [J]. 河北师范大学学报, 2007.

[3]C.Baud, H.Tap-Beteille. Analog and digital implementation of an accurate phasemeter for laser range finding [J]. Sensors and Actuators A, 132 ,2006,258–264.

[4] Nejad.S.M , Oliaee.S.B . Cross-talk and intermediate frequency deviation effects on phase-shift range finder [J]. Iranian Journal of Science and Technology, 2002, vol.26, 647-654. [5] 郭筱瑛, 刘晓彬. 相位式激光测距中基于计算补偿的干扰信号误差处理 [J]. 理论与方法, 2007.

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10.90.80.70.60.50.40.30.20仿真数据与样机数据数据对比—样机数据 ---仿真数据精度/mm1测量距离/m23

图 6 仿真与样机实验结果

通过图6样机数据与仿真结果对比可以看出：二者的精度变化趋势是一致的，均为亚毫米量级，且在距离比较近时，二者精度值比较接近，随着测量距离变大，二者精度差值逐渐变大，分析原因主要有以下三点：

1. 样机的激光源发与反射光散射角比较大，随着距离增大，信号能量衰减加剧，信噪比迅速减小，物体表面的特性，决定了反射发散角的大小，而仿真系统没考虑这方面的影响。 2. 仿真系统中没有建立幅相误差模型，在实际设备中该误差是真实存在的。

综上可以看出，该仿真模型可以用于不同环境和系统条件下高精度相位式激光测距系统的性能分析，指导设计系统的优化与改进。目前仿真系统还不完备，需要不断增加功能以适应更复杂的系统条件。 6 结论

为实现高精度的相位式激光测距逼真模拟，满足相位式激光测距系统设计需求，本文建立了一套适用于高精度分析仿真模型，并利用Simulink工具开发了相应的仿真系统，通过实验室相位式激光测距系统原理样机的实验数据与仿真数据比对，完成了仿真系统的阶段性测试，证明了该模型正确性和有效性，可指导高精度相位式激光测距系统设计。目前该系统的功能还不完备，需要进一步丰富和完善，如联系方式： 第一作者 孙英 其他作者 张珂殊 题 目 相位式激光测距仿真系统的设计与实现 通信地址 作者简介： 孙英（1984-），女（汉族），山东省泰安市人，硕士研究生，主要研究领域为激光探测、计算机仿真。

张珂殊（1972-），男（汉族），黑龙江省齐齐哈尔市人，研究员，硕士研究生导师，主要研究领域激光遥感探测、嵌入式计算机技术、计算机综合信息处理技术

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