ارزیابی و برآورد کیفیت رفتار عوامل دخیل در دقت فاصله سنجی لیزر پالسی به روش دروازه پنجره زمان

برای ارزیابی و بهبود دقت مسافت طی شده بیم لیزری با فاصله ثابت، ابتدا باید رابطه سیگنال بازتاب لیزر پالسی که از سطح اجسام منعکس می‌شود، محاسبه و تحلیل شود. سپس، زاویه پهن‌شدگی سیگنال بازتاب و ضریب پهن‌شدگی نسبی، باید تعیین شوند. در این تحقیق رابطه‌ای تحلیلی برای اندازه‌گیری و تشخیص فاصله برای لیزر پالسی و سنجش آماری فاصله، طراحی‌شده است که در آن حداقل فاصله قابل‌اندازه‌گیری و محاسبات لازم برای برآورد کمی آن ارائه‌شده است. در این راستا، رابطه میان ضریب پهن‌شدگی و پارامترهای مربوطه مانند، فاصله آشکارسازی، زاویه تابش به سطح هدف و سیگنال انعکاس تابش، تعیین و ارزیابی‌شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی و نتایج تجربی نشان می‌دهند که حداکثر برد لیزر برای فاصله سنجی مطمئن 36.5 متر است که با خطای آماری 0.24-0.48 متر همراه است. با افزایش آستانه اندازه‌گیری، خطای فاصله سنجی و برد قابل‌اعتماد کاهش می‌یابد. با افزایش زاویه تابش لیزر، زاویه واگرایی و ضریب پهن‌شدگی افزایش می‌یابند و با کاهش پهنای پالس لیزری، ضریب پهن‌شدگی کاهش می یابد. ازآنجاکه افزایش زاویه سطح هدف باعث افزایش واگرایی سیگنال بازتاب می‌شود، مقادیر میانگین و واریانس سیگنال بازتاب نیز افزایش خواهد یافت.

accuracy and performance evaluation of the parameters involved in pulse laser metrology using time window gate technique

in order to evaluate and improve the accuracy of the distance traveled by the laser beam with a fixed distance, first the relation of the pulsed laser reflection signal reflected from the surface of the objects should be calculated and analyzed. then, the broadening angle of the reflection signal and the relative broadening factor should be determined. in this research, an analytical relationship for distance measurement and detection for pulsed laser and statistical distance measurement has been designed, in which the minimum measurable distance and the necessary calculations for its quantitative estimation are presented. in this regard, the relationship between the broadening coefficient and relevant parameters such as detection distance, radiation angle to the target surface, and radiation reflection signal have been determined and evaluated. simulation results and experimental results show that the maximum laser range for reliable distance measurement is 36.5 m, which is associated with a statistical error of 0.24 to 0.48 m. as the measurement threshold increases, the distance measurement error and the reliable range decrease. as the laser radiation angle increases, the divergence angle and the broadening coefficient increase, and as the laser pulse width decreases, the broadening coefficient decreases. since increasing the angle of the target surface increases the divergence of the reflection signal, the mean values ​​and variance of the reflection signal will also increase.