مقایسه روشهای یافتن محدوده لیزر TOF ، FMCW و Phase-Shift با شبیه سازی و اندازه گیری

علیایی, سعید; محمد نژاد, شهرام

doi:10.22061/tej.2006.1236

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی،تهران،ایران

² دانشگاه علم و صنعت ایران،تهران،ایران

https://doi.org/10.22061/tej.2006.1236

چکیده

از دهه 1970 استفاده از یابهای مبتنی بر لیزر به بخشی ضروری در بسیاری از سیستمهای نظامی و داخلی تبدیل شده است. با توجه به نیازها و شرایط ، انواع مختلفی از اینگونه سیستم ها ایجاد شده و فن آوری های آنها با نیازهای محلی سازگار شده است. اندازه گیری فاصله یا جابجایی در محدوده متوسط عمدتا به سه گروه تقسیم می شود. زمان پرواز ، موج مداوم مدولاسیون فرکانس و فاصله یاب لیزر فاز تغییر. در این مقاله طراحی ، پیاده سازی و / یا شبیه سازی سه سیستم از این دست ارائه شده و ویژگی های آنها از دهه 1970 استفاده از یابهای مبتنی بر لیزر به بخشی ضروری در بسیاری از سیستمهای نظامی و داخلی تبدیل شده است. با توجه به نیازها و شرایط ، انواع مختلفی از اینگونه سیستم ها ایجاد شده و فن آوری های آنها با نیازهای محلی سازگار شده است. اندازه گیری فاصله یا جابجایی در محدوده متوسط عمدتا به سه گروه تقسیم می شود. زمان پرواز ، موج مداوم مدولاسیون فرکانس و فاصله یاب لیزر فاز تغییر. در این مقاله طراحی ، پیاده سازی و / یا شبیه سازی سه سیستم از این دست ارائه شده و ویژگی های آنها را با هم مقایسه می کنیم.را با هم مقایسه می کنیم.

موضوعات

آموزش علوم

عنوان مقاله [English]

Comparison of TOF, FMCW and Phase-Shift Laser Range-Finding Methods by Simulation and Measurement

نویسندگان [English]

S. Olyaee ¹
S. Mohammad Nejad ²

¹ Shahid Rajaee Teacher Training University,Tehran,Iran

² University of Science and Technology,Tehran,Iran

چکیده [English]

Since 1970s the use of laser based range-finders has become a necessary part of many military and domestic systems. According to the needs and the circumstances, many different types of such systems have been developed and their technologies are adapted to the local needs. Distance or displacement measurement in the medium range is mainly divided to three groups; time of flight, frequency modulation continuous wave, and phase-shift laser range finder. In this paper we present the design, implementation and/or simulation of three such systems and compare their characteristics.

کلیدواژه‌ها [English]

Time-Of-Flight
Laser Range Finder
FMCW-Like distance measuring system
phase shift
heterodyne technique

مراجع

[1] B.Zagar, ‘A Laser-Interferometer Measuring Displacement with Nanometer Resolution’, IEEE.Trans.Inst.measu., Vol.43, No.2,PP.332-336 (1994).

[2] J.C.Martinez, ‘A robust photo-interferometric technique to obtain the refractive index and thickness of non-absorbing stand-alone films’, Meas.Sci.Tech.11,PP.1138-1144 (2000).

[3] U.Minoni and L.Rovalti , ‘High performance front-end electronic for frequency-modulated continuous-wave interferometers’, IEEE. Trans.Inst.measu., Vol.48, No.6 ,PP.1191-1196 (1999).

[4] I.Fujima, S.Iwasaki and K.Seta , ‘High-Resolution Distance Meter using Optical Intensity Modulation at 28 GHz’ ,Meas.Sci.Tech.,PP.1049-1052 (1998).

[5] G.Bazin and B.Journet, ‘A New Laser Range-Finder Based on FMCW-Like Method’, IEEE. Ins. Measu. Tech. Conference, Belgium, June 4-6,PP.90-93 (1996).

[6] G.Barwood and R.Rowley, ‘High-Accuracy Length Meterology using Multiple-Stage Swept-Frequency Interferometry with Laser Diode’, Measu. Sci. Tech. 9,PP.1036-1041 (1998).

[7] M.Vered and A.Aire, ‘Distance Measurement Using Tow Frequency-Stabilized Nd:YAG Lasers’, Appl. Opt. 35, 1996, PP.3010-15.

[8] T.Kawakami and M.Endo, ‘Adaptive Multiferequency Modulation Method for an Advanced Laser Range Finder’, IEEE. Trans. Inst. measu., Vol.43, No.6, 1994, PP.857-860.

[9] Geo-Qing Wei and G.Hirzinger, ‘Active Self-Calibration of Hand-Mounted Laser Range Finders’, Proceeding of the 1997 IEEE, April 1997, PP.2789-2794.

[10] K.maatta, ‘Profiling of hot surfaces by pulsed time of flight laser range finder techniques’, Applied Optics, Vol. 32, No.27, 1993, PP. 5334-5342.

[11] F.Refaat,‘Characterization of advanced avalanche photodiode for water vapor lidar receivers’, NASA/TP2000, July 2000.

[12] P.Bhattacharya,‘Semiconductor Optoelectronic Devices and optics’ ,Prentice Hall, Second Edition , 1997.

[13] Ari. Kilpela, ‘Pulsed Time-of-Flight Laser Range Finder Techniques for Fast, High Precision Measurement Applications’, OULU, 2004.

نامه به سردبیر

سر دبیر نشریه فناوری آموزش، با تواضع انتشار نامه های واصله از نویسندگان و خوانندگان و بحث در سامانه نشریه را ظرف 3 ماه از تاریخ انتشار آنلاین مقاله در سامانه و یا قبل از انتشار چاپی نشریه، به منظور اصلاح و نظردهی امکان پذیر نموده است.، البته این شامل نقد در مورد تحقیقات اصلی مقاله نمی باشد.

توچه به موارد ذیل پیش از ارسال نامه به سردبیر لازم است در نظر گرفته شود:

[1]نامه هایی که شامل گزارش از آمار، واقعیت ها، تحقیقات یا نظریه ها هستند، لازم است همراه با منابع معتبر و مناسب باشند، اگرچه ارسال بیش از زمان 3 نامه توصیه نمی گردد

[2] نامه هایی که بجای انتقاد سازنده به ایده های تحقیق، مشتمل بر حملات شخصی به نویسنده باشند، توجه و چاپ نمی شود

[3] نامه ها نباید بیش از 300 کلمه باشد

[4] نویسندگان نامه لازم است در ابتدای نامه تمایل یا عدم تمایل خود را نسبت به چاپ نظریه ارسالی نسبت به یک مقاله خاص اعلام نمایند

[5] به نامه های ناشناس ترتیب اثر داده نمی شود

[6] شهر، کشور و محل سکونت نویسندگان نامه باید در نامه مشخص باشد.

[7] به منظور شفافیت بیشتر و محدودیت حجم نامه، ویرایش بر روی آن انجام می پذیرد.