应用欠采样原理提高相位式激光测距精度.doc

 红外与激光工程 Infrared and Laser Engineering 第 38 卷 第 1 期 Vol.38 No.1 2009 年 2 月 Feb. 2009 应用欠采样原理提 高相位式激光测距精度 孙 懋 珩 ，赵 雯 ( 同济大学 电子与信息工程学院 ，上 海 201804) 摘 要 ：在 激 光 测 距 中 ，测程和测量精度一直都 是 一对矛盾体 。 在保证测程的同时 ，提 高 测 量 精 度 是本次设计的关键所在 。 相位式激光测距的 传统 思想是将高频信号进行混频之后得到 频 率较低的差 频 信 号 ， 使 用 FFT 得 到 相 位 ， 但是信号 经混频后会带来幅度的衰减和 相 位 的 偏 移 。 为了解决该问题 ， 提出一个新的思路 ， 利用欠 采样技术与同步检测原理改进测相方法 ， 降 低 数 据 处 理 的 复 杂 度 , 提 高 相 位 检 测 的 精 度 。 用 MATLAB 仿真有白噪声和其他干扰信号存在时 欠 采样技术测量相位的精度 ， 经 过 误差分析之 后进行改进并与传统的方法进行了比较 。 关 键 词 ：激 光 测 距 ； 混 频 ； FFT ； 欠 采 样 ； 相 位 测 量 中 图 分 类 号 ：TN911 文 献 标 识 码 ：A 文 章 编 号 ：1007-2276(2009)01-0070-04 Precision improvement of undersampling theory using phasic laser rangefinder SUN Mao蛳heng, ZHAO Wen (School of Electronics and Information Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China) Abstract:In laser rangefinder, the detecting range and measurement precision is a contradiction all the time. The key of our design is to improve the precision on the basis of keeping the detecting range. The traditional method of phase laser rangefinder is mixing the signals of high frequency to obtain the useful signal with low frequency, and then sampling it, applying FFT to acquire the phase. According to the phase, the distance could be calculated. After mixing, the signal amplitude would be attenuated, and the phase would be changed. To solve the problem, a new method was presented.Applying undersampling technology and the theory of synchronization measuring to improve the phase measurement, the complexity of data processing was reduced, and the precision of phase detecting was increased. To validate the feasibility of this method, phase precision was measured using undersampling technology, then was emulated by MATLAB when the white noise and other interfering singal exist. A better method was found after the errors cause was analyzed. And it is compared with the traditional method under th