基于QD的激光光斑精密定位的研究

论文摘要

激光定位技术广泛应用在激光制导、工业精密检测以及自由光通信等领域。本文以激光制导作为应用背景设计一套基于四象限探测器QD的精密激光定位系统。文中对常见的三种光电探测器的原理和优缺点进行对比分析,最后结合本文应用选择四象限探测器QD作为激光定位系统的核心器件。QD输出四路光斑位置信息电流,需要进行放大采集以便于定位计算,设计了放大滤波电路和基于高速AD9226采集转换电路。通过主控核心FPGA驱动AD并控制SDRAM及USB3.0 FX3实现对数据的采集转换和缓冲存储传输。数据缓存部分使用双片SDRAM构成乒乓操作实现数据实时缓存读写,用FIFO解决异步数据传输的问题。本系统设计以激光制导为背景,实际应用中会受到干扰,硬件部分加入了伪随机码和波门锁定从而减少干扰保证精度。通过NIOS II软核对采集数据进行定位算法处理,最后将解算位置信息通过USB3.0传输到上位机进行显示和存储,便于Matlab对数据进行处理。介绍了几种常用光斑定位算法,结合几何近似法和多项式拟合法提出改进的光斑定位拟和算法并对其进行了仿真验证,搭建整个实验系统通过实验对比几何近似法与拟合算法的误差,证明拟合算法的优越性,减少了运算量与参数的同时提升了精度。通过实验对四路放大电路进行了测试,放大倍数满足要求。在实验其他条件完全相同时,对比不同光斑半径下几何近似法和拟合算法的误差和均方根误差,都是拟合算法优于几何近似法,使用光斑定位拟合算法在（-0.8mm0.8mm）检测范围内的定位分辨率优于3.5μm。整套系统可实际应用在实时检测和精密定位的相关领域。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈宏达

导师: 王晓曼

关键词: 精密定位,信号采集放大,光斑定位算法

来源: 长春理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 长春理工大学

分类号: TN249

总页数: 84

文件大小: 4792K

下载量: 174

相关论文文献

• [1].千万像素光学芯片模组测试高精密定位基座的研究[J]. 机械设计与研究 2019(06)
• [2].高精密定位平台驱动波纹管迟滞的建模与验证[J]. 机床与液压 2015(05)
• [3].大范围小区域精密定位技术[J]. 应用科技 2011(11)
• [4].海上北斗动态精密定位的性能初步评估[J]. 测绘与空间地理信息 2020(03)
• [5].广域实时精密定位的数据服务系统设计与验证[J]. 小型微型计算机系统 2015(01)
• [6].杆式旋转超声电机在精密定位平台上的应用[J]. 中国机械工程 2011(15)
• [7].加工与装夹同步精密定位快换夹具设计[J]. 金属加工(冷加工) 2018(03)
• [8].精密定位圈降低电机振动和噪音的新方法探究[J]. 科技信息 2012(33)
• [9].基于固高平台的宏微两级精密定位系统[J]. 中国科技信息 2015(Z3)
• [10].小型解决方案发挥大作用 采用精密定位圈实现家用电器的成本效益[J]. 家电科技 2011(08)
• [11].我国广域实时精密定位系统研发取得进展[J]. 光机电信息 2009(12)
• [12].大众智能手机精密定位与结果分析[J]. 测绘通报 2020(01)
• [13].带滚珠丝杠副的精密定位平台轴向刚度建模与测试[J]. 计量与测试技术 2017(06)
• [14].利用补偿提高精密定位平台的定位精度[J]. 光学精密工程 2008(05)
• [15].压电超精密定位台的动态迟滞建模研究[J]. 仪器仪表学报 2017(10)
• [16].压电双晶片作为驱动的精密定位机构研究[J]. 机械与电子 2009(06)
• [17].压电精密定位平台迟滞建模与辨识[J]. 山东工业技术 2019(07)
• [18].自动丝网印花机精密定位装置设计[J]. 纺织科技进展 2013(01)
• [19].智能手机广域精密定位研究[J]. 导航定位与授时 2020(05)
• [20].基于传递矩阵的柔性精密定位平台刚度建模方法[J]. 组合机床与自动化加工技术 2019(01)
• [21].基于音圈电机驱动的精密定位系统[J]. 机械制造 2008(09)
• [22].一种三自由度精密定位系统研究[J]. 航空制造技术 2018(22)
• [23].一种双频非组合实时精密定位方法[J]. 哈尔滨工业大学学报 2017(11)
• [24].广域实时精密定位技术与示范系统完好性监测结构设计[J]. 地理空间信息 2010(02)
• [25].广域实时精密定位技术与示范系统基准站布局的设计与分析[J]. 全球定位系统 2010(01)
• [26].使用压电陶瓷制作仿生精密定位装置[J]. 传感器世界 2020(07)
• [27].全球定位系统的新进展(讲座六)——广域实时精密定位技术和三频电离层延迟改正[J]. 测绘地理信息 2012(06)
• [28].高速大行程宏微复合运动平台的振动抑制与精密定位方法研究[J]. 机械工程学报 2020(11)
• [29].基于惯性能时空最优分布的高加速轻载机构精密定位方法[J]. Engineering 2015(03)
• [30].三种两自由度柔顺精密定位平台的性能对比与分析[J]. 机械工程学报 2018(13)

标签：精密定位论文;  信号采集放大论文;  光斑定位算法论文;