精密激光干涉測距系統(tǒng)研究

成員：劉清燕徐文玲曹志穎指導老師：李艷輝創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!成員介紹劉清燕：已經系統(tǒng)地掌握了大學物理中電磁學和光學的相關知識，具備基本的C語言，具有較強的編程能力，并學習了單片機，電路分析等知識，能將物理與數(shù)學知識靈活運用于有關領域。喜歡動手制作，編程，研究硬件。參加第25屆星火杯并且獲一等獎。2013學年獲三等獎學金。曹志穎：具備基本的C語言能力，并學習了單片機，電路分析等知識，能將物理與數(shù)學知識靈活運用于有關領域。有一定的動手能力和創(chuàng)新能力，興趣是硬件制作。參加豆芽杯單片機應用設計比賽，獲一等獎；參加第25屆星火杯，獲院一等獎。獲兩次一等獎學金，校級優(yōu)秀學生。徐文玲：已經系統(tǒng)地掌握了大學物理中電磁學和光學的相關知識，具備基本的C語言，具有一定的編程能力，并學習了單片機，電路分析等知識，能將物理與數(shù)學知識靈活運用于有關領域。喜歡動手制作，具有一定的創(chuàng)新能力，參加第25屆星火杯，獲院一等獎。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!指導教師科研項目情況李艷輝副教授主要研究領域：激光成像與測速主要科研項目：中央高?；緲I(yè)務科研費：目標激光距離成像特征提取與識別武器裝備預研基金：運動目標光****檢測創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!項目研究背景自60年代初激光器問世以后，激光器優(yōu)良的相干性和高亮度，使得激光干涉測距技術由實驗室走向工程應用，其測量范圍從納米級直到幾米，幾十米甚至于幾十公里，極大地擴大了應用范圍。隨著研究不斷深入和測量要求的不斷提高，干涉測量技術也在不斷的發(fā)展。本項目正是在這種背景下，針對激光干涉技術在精密測距方面的應用來開展研究的。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!國內外的研究現(xiàn)狀及研究意義對比國外可以看出，我國對激光干涉儀開始研究的時間比較晚，技術相對落后，無論在量程還是精度都和國外尤其歐美等國家存在一定的差距。為了縮短與國外的技術差距，提高我們的自主研發(fā)能力，開展對激光干涉測量技術及相應數(shù)據(jù)處理技術的研究具有重要的現(xiàn)實意義。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!項目研究的目標及主要內容研究內容干涉測距光路研究信號探測與處理研究環(huán)境的影響創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!項目創(chuàng)新特色概述外差干涉測距系統(tǒng)使得高精度干涉測量系統(tǒng)的實用性大大提高，根據(jù)便攜式、多功能精密激光跟蹤儀測量系統(tǒng)的需求，本項目在提高測量精度、擴大測量量程及提高可測量的目標移動速度進行研究，對測量噪聲抑制、快速跟蹤測量和信號誤差精準分析等都有重要的意義。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!項目實施方案及實施計劃

光源部分：激光器采用穩(wěn)頻單模氦氖激光器輸出幾毫瓦，使用分束器把光分成兩束，一束作為參考光，一束為信號光，將傳出的光送到采集器。光信號采集：設計光信號采集系統(tǒng)，將輸出的光采集在光電探測器上，轉化電信號。信號處理：為了增強系統(tǒng)抗干擾能力，調高系統(tǒng)的分辨率和靈活度，本系統(tǒng)對模擬信號采樣為數(shù)字信號進行軟件數(shù)字處理。硬件電路部分包括：電源產生電路、A/D轉換電路、FPGA及其配置電路等；軟件部分包括：時鐘產生模塊，A/D轉換器控制模塊，數(shù)字濾波模塊，軟件計數(shù)模塊，校驗位生成模塊及串行輸出模塊等。干擾與精度分析：對系統(tǒng)誤差、安裝調試誤差、環(huán)境誤差進行分析，并進行位移精度測量。機械移動部分：設計目標移動平臺，控制目標移動速度、距離等（計算機控制）。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!預期成果及成果形式初步開發(fā)一套精密激光干涉測距系統(tǒng)；完成原理性相對式精密激光干涉測距實驗方案，探索絕對式激光測距；完成精密激光干涉測距技術報告，并詳細分析測距過程中各部分對測距精度的影響；創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!項目研究背景測量是人類認識自然和改造自然的重要手段之一。激光的高精度、高相干性和高準直性，使過去難以測量和不能測量的領域成為可能。在長度測量方面，激光測量技術提高了測量的精度，使其達納米量級，還提高了測量的層次，促進了長度測量的智能化進程，激光測量技術推動了現(xiàn)代科研和高新技術的發(fā)展。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!國內外的研究現(xiàn)狀及研究意義1953年，E.R.佩克研制成功了臺條紋計數(shù)的干涉儀。這種干涉儀一般稱為外差干涉儀。外差干涉儀的出現(xiàn)使得高精度干涉測量系統(tǒng)的實用性大大提高。目前外差干涉測量的實現(xiàn)主要有兩種方法：一種是利用用塞曼分裂He-Ne激光器作為測量光源，以美國HP公司干涉儀為代表的雙頻激光干涉測量系統(tǒng)；另外一種是利用以光學頻移器件來實現(xiàn)外差干涉測量，其中用得最多的光學頻移器件為基于布喇格衍射的聲光調制器。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!項目研究的目標及主要內容研究目標本項目研究激光干涉距離測量技術中在提高精度、擴大量程及提高可測量的目標移動速度三個方面。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!項目實施方案及實施計劃實施計劃查詢相關書籍與國內外相關文獻。主要是激光精密測距、激光多普勒測速技術、信號采集與處理方面的資料，并以此做深入理論研究。項目成員負責的各部分工作（詳見后續(xù)成員分工情況）初步完成。項目負責人負責各部分結合，整體統(tǒng)調，把項目中的不同部分結合起來，形成統(tǒng)一整體。完成項目中所列的各項內容，調試好實驗系統(tǒng)并寫出相關技術報告。創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!項目實施方案及實施計劃利用干涉光學方法和光電轉換技術測量物體的移動，研制一套測量系統(tǒng)。實施方案可用下圖表示L2M2M2’光束2L1M1光束1光電探測及處理系統(tǒng)激光束激光器L創(chuàng)新精密激光干涉測距系統(tǒng)研究版共16頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!成員分工情況劉清燕：總體負責精密激光干涉測距系統(tǒng)研究的實施，并對信