光子計數(shù)激光測距系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、激光測距系統(tǒng)采用主動激光光源，通過多種工作方式，實現(xiàn)對目標距離信息的探測，憑借其系統(tǒng)簡單，操作靈活，高精度等特點，被廣泛運用于民用、科研及軍事等各類場合;基于光子計數(shù)技術(shù)的激光測距系統(tǒng)，在脈沖式激光測距的原理上，引入時間相關(guān)單光子計數(shù)技術(shù)，降低了對激光脈沖能量及功耗的要求，提高了系統(tǒng)的有效測距范圍，同時提高了系統(tǒng)的時間分辨精度及探測精度。
　　光子計數(shù)技術(shù)是一項離散化統(tǒng)計采樣技術(shù)，將探測器的輸出信號看作離散的隨機脈沖;時間相關(guān)單光

2、子計數(shù)(TCSPC)技術(shù)是在光子計數(shù)基礎上發(fā)展起來的，進一步提高了光子計數(shù)的能力，具有極高的時間分辨率。
　　本論文參考了國內(nèi)外相關(guān)文獻，在光子計數(shù)激光測距系統(tǒng)原理及常見系統(tǒng)的基礎上，通過系統(tǒng)的光學原理分析，關(guān)鍵硬件器件選取以及操控軟件編寫，搭建了實驗室光子計數(shù)激光測距系統(tǒng)原理樣機;通過一系列實驗的測試，得出了系統(tǒng)的各項性能指標，對50m左右的目標可以實現(xiàn)毫米級別精度的有效距離探測。
　　另一方面，通過分析光子計數(shù)激光測距系

3、統(tǒng)探測原理，本論文設計了對系統(tǒng)物理探測過程的蒙特卡洛仿真算法，通過相同參數(shù)下的實驗結(jié)果驗證了仿真算法的正確性、有效性;仿真算法參數(shù)中包含影響系統(tǒng)探測精度的回波信號強度、激光脈沖寬度、探測器時間抖動等主要因素，并通過仿真分析了以上參數(shù)對系統(tǒng)探測精度的具體影響。
　　最后，本論文提出了一種改進型雙波長激光探測系統(tǒng)，可以有效提高系統(tǒng)的測距精度;通過雙探測器雙通道對出射的雙波長信號進行探測，對兩個通道采集到的信息進行一定的對比算法處理，輸