相位式激光测距谱分析鉴相的无偏改进

• 作者: 张珂殊 王选钢 缑宁祎
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 相位式激光测距 谱分析鉴相 希尔伯特变换 估计偏差
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 信息科学
• 页码范围: 888-895
• 分类号: P225.2|TN249
• 字数: 4333字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20122004.0888

摘要

针对相位式激光测距中的鉴相误差,建立了谱分析鉴相的误差模型,提出了在数据预处理中引入希尔伯特变换来消除相位差估计偏差的测量方法.分析了传统谱分析鉴相的偏差和方差,指出这些测量偏差受初相位的影响,在高速测距中不容忽略.提出了一种无偏改进方法,通过窗函数法设计正弦信号的简易希尔伯特变换器,将离散傅里叶变换的对象转换为解析信号,在仅增加4次加减法运算和2次移位操作的情况下,实现了近似无偏谱分析鉴相.仿真分析和实验验证结果表明,鉴相均值与真实相位差相同；当信噪比为40 dB时,每秒百万次高速鉴相的误差为0.1°；当调制频率为100 MHz时,测距精度达到0.4 mm.实验表明,将希尔伯特变换应用于谱分析鉴相,可实现高准确度相位差测量,并可应用于高速相位式激光测距.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王选钢	中国科学院光电研究院	4	46	3.0	4.0
5	张珂殊	中国科学院光电研究院	28	318	11.0	17.0
6	缑宁祎	中国科学院光电研究院	4	59	4.0	4.0