大量程激光测距仪精度检测系统

第40卷第4期 光电工程V ol.40, No.4 2013年4月Opto-Electronic Engineering April, 2013 文章编号：1003-501X(2013)04-0024-07

大量程激光测距仪精度检测系统

董洪舟，杨若夫，敖明武，李绍荣，严高师

( 电子科技大学光电信息学院，成都 610054 )

摘要：激光测距仪的测距精度是衡量其性能的重要指标。本文设计了测距精度检测系统，可实现1 064 nm、1 540 nm、1 570 nm三个波长的测距仪精度检测。该系统由激光距离模拟器和激光辐射模拟器组成，辐射模拟器可产生脉宽5～250 ns、最大峰值功率0.1 W的回波脉冲；基于FPGA的距离模拟器可以实现50 m～990 km的大量程距离模拟。本文提出并实现辐射模拟器和距离模拟器的闭环检测，以此测量消除系统固定误差。经过检测该系统全量程内距离模拟误差都小于1 m。

关键词：激光测距仪；距离模拟；辐射模拟；测距精度

中图分类号：TN216 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-501X.2013.04.004 Detection System of Ranging Precision for Laser Rangefinder

DONG Hongzhou，YANG Ruofu，AO Mingwu，LI Shaorong，YAN Gaoshi

( School of Optoeclectronic Information, University of Electronic Science and

Technology of China, Chengdu 610054, China )

Abstract: The ranging precision is an important indicator to measure the performance of laser rangefinder. A detection system of ranging precision for 1 064 nm, 1 540 nm, and 1 570 nm wavelength rangefinder was introduced. The system consists of distance simulator and laser radiation simulator. Radiation simulator can generate an echo pulse with width among 5 ～250 ns and the maximum peak power 0.1 W. FPGA-based distance simulator can realize distance simulation during 50 m～990 km. The closed-loop detection method between radiation simulator and distance simulator is proposed and realized. According to the method, the fixed error of detection system is measured and eliminated. The detection results show that the distance simulation error is less than 1 meter in full simulation scale.

Key words: laser rangefinder; distance simulator; radiation simulator; ranging precision

0 引 言

基于飞行时间法的脉冲激光测距技术已被广泛应用于各个领域[1-3]，这种测距技术具有探测距离远，测距精度高，对光源相干性要求低等优点。在对激光测距仪的测距性能进行测试时，若测距仪的测距范围较大，则对目标和测距环境有很高的要求，此时要想建立一个能在激光测距仪有效测程内，距离可任意变化的测试目标十分困难。

为了方便地对测距仪的灵敏度、距离分辨力以及测距精度等性能参数进行测试，可以利用激光距离模拟器及激光辐射模拟器，在室内模拟测距的真实环境，即，激光距离模拟器接收到测距仪测距脉冲后，经过预置的延迟时间后输出触发脉冲给激光辐射模拟器，辐射模拟器按预置的脉冲功率、脉冲宽度等参数发送激光回波给测距仪，以此完成一次激光测距过程。目前国内外距离模拟主要分为光纤延时模拟和电延时模拟两种。光纤延时是利用不同光纤长度来模拟光在测距环境中传输的距离[4-9]，这种延迟方法实现简单，

收稿日期：2012-12-25；收到修改稿日期：2013-01-30

基金项目：中央高校基金(ZYGX2012J061)；国家自然科学基金资助项目(11173008)

作者简介：董洪舟(1978-)，男(汉族)，四川广元人。讲师，博士，主要研究工作是激光相干探测。E-mail: hzdong@https://www.wendangku.net/doc/c85715788.html,。

https://www.wendangku.net/doc/c85715788.html,