便携式高精度激光测距仪一直被国外产品占据,而且由于激光测距涉及军事安全,国外对相关技术进行了封锁。目前国内相关测距产品普遍存在精度不高和性能不稳定等缺陷,与国外产品还存在较大差距。本课题立足于校企合作平台,研制了一款具有较高精度的便携式激光测距仪。论文主要内容如下:1.介绍了几种常见的激光测距方法,重点分析了相位式激光测距的原理和关键技术,包括多测尺测量技术、相位差测量技术和差频鉴相技术;完成了基于全相位FFT的多测尺相位式激光测距系统总体方案设计,并对系统误差进行了分析。2.设计了基于DDS技术的信号源电路;完成了半导体激光器电流调制电路的设计,实现了100MHz的高频调制且调制深度优于95%,调制效果良好,有利于提高系统信噪比;设计了基于TPS40210的APD偏压温补电路;针对差频信号的提取,介绍了传统混频器法和APD电外差混频法,重点研究了APD电外差混频技术,对比分析了两种方法的优缺点;根据课题实际情况选择传统混频器法实现差频鉴相,并完成相关电路设计。3.介绍了三种常见的数字鉴相算法,通过仿真分析,选择全相位FFT算法进行相位测量;完成了基于FPGA的全相位FFT程序设计,对算法运行时间进行了仿真分析;设计了基于ARM和FPGA的系统软件架构,其中ARM负责系统人机交互和FPGA的控制;FPGA主要负责鉴相算法的实现,同时负责相关硬件电路的初始化和配置。4.完成了激光测距仪的PCB设计和工程样机的制作,对样机进行了模块测试和整机测试,同时分析了噪声对测距精度的影响;实验结果表明所设计的激光测距仪,在0.5~7m范围测量标准差优于5mm,单次测量时间优于2.2ms。