激光多普勒测速仪是根据光的多普勒效应研制而成的一种速度测量仪器,具有非接触性、测量精度高、可测体积小、测量量程大、响应速度快、可多维测量和可判别速度方向等优点,被广泛地应用于科研教育领域和工业测量领域。但激光多普勒测速信号具有信噪比低、信号微弱、信号脱落、频谱加宽且属于高频信号等特点,因此如何从中快速、高效、准确地提取出有用的速度信息是激光多普勒测速技术的核心问题。本文首先介绍了课题的背景及意义、激光多普勒测速技术的发展和激光多普勒测速信号处理研究现状,后又介绍了激光多普勒测速原理,并在其原理的基础上,选择光外差检测中的双光束—双散射后向接收模式光路作为本系统的光路布局,最后将所设计的系统分为三个部分依次进行选取和设计,并在实验室成功搭建激光多普勒测速平台。目前,激光多普勒测速信号的处理方法主要采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT),但由于在进行快速傅里叶变换时丢掉了时间信息,因此无法对某一时间段所对应的频域信息或某一频段所对应的时间信息进行分析;同时建立在快速傅里叶变换基础上的滤波方法,在提高信噪比和提高空间分辨率两项指标上存在矛盾;低通滤波固然能通过平滑抑制噪声,但同时也会使信号的边沿变得模糊,不利于识别;高通滤波可以使边沿更加陡峭,但噪声会加强。与此相比,小波变换在时域和频域内都具有很强的表征信号局部特性的能力,并且在滤波方面,基于小波变换的多分辨率滤波技术具有明显的优点,可以在保留时间信息的同时有效的去除噪声。运用小波分析对仿真信号和实测多普勒测速信号进行处理,可将误差控制在0.6%以下,通过对实验数据进行分析和比较,证明了此方法是一种快速、准确的多普勒测速信号处理方法。