激光由于其优良的性能,被广泛应用于目标位置的测量中。通过位置信息可以得到目标的距离和速度。在激光测量系统测量高速目标的位置时,会出现很多问题,一是高速运动目标在近距离时会造成光电探测模块的饱和,在远距离时会造成该模块的探测能力弱;二是测量系统的响应速度跟不上高速运动目标位置的变化速度。目前主流的激光测距测速产品大部分只能测量静态目标的距离或者只能测量运动目标的速度,不能同时测量高速运动目标的距离和速度。随着社会和科技的发展,人们对于运动目标的测量需求日益增加,可见高速运动目标的测距测速系统拥有广泛的应用前景,因此这方面的研究意义重大。本文在测量静态目标距离的相位式激光测距系统的基础之上搭建高速运动目标相位式激光测距测速系统。重点从三方面进行研究改进:一是简化时钟信号产生模块和光电探测模块。首先是时钟信号产生模块的简化,一般情况下,时钟信号源是通过直接数字频率合成技术或者锁相环来实现的,这两种方式的优势是产生的信号频率很稳定,但是成本较高且电路较复杂,性价比不高。CPLD产生的信号频率也比较稳定,而且价格较低,电路结构简单,时钟信号源完全可以用它来替代。在基于双频调制信号的相位法测量系统架构^[1]基础上,将接收参考信号的光电放大电路去掉,参考信号直接由时钟信号产生模块生成,这样做简化了系统节约了成本。二是对激光调制发射模块进行改进。通过闭环比例控制的方法使激光发射功率具有自动控制功能。可以增加系统的动态范围,还可使系统快速跟踪运动目标。三是优化了光电探测模块。可以提高系统的响应速度。完成上述优化设计之后,通过理论计算和仿真证明,改进部分可以达到预期效果,实现了本课题的预期研究目标。同时还完成了电路模块的电路原理图绘制和PCB的设计、制作、安装、调试及部分测试工作。