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基于FPGA的多通道并行激光雷达测距系统研究

作　者: 杨月
导　师: 安志勇
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学工程
关键词: FPGA 激光测距并行
分类号: TN958.98
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
引　用: 0次
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内容摘要

激光雷达是激光技术和雷达技术相结合的产物,以其高分辨率、强抗干扰能力等优点,在测距方面得到广泛应用。根据测距、图像处理等方面的高速处理要求,FPGA凭借其并行数据处理和工作方式灵活的优点得到广泛应用。本文较全面地论述了激光雷达的测距理论,在现有激光测距研究方法的基础上,针对激光雷达测距系统电路部分进行深入研究。主要研究一种基于FPGA和DSP结合的并行激光测距系统。通过双光路设计得到内部光束和反射光束,采用调频测相方法测得内部光束与反射光束的相位差,经过AD转换后的差频信号传入FPGA芯片中,利用FPGA并行处理方式将多DSP联合进行数据处理,实现数据快速处理。同时,利用FIFO模块实现多处理芯片时钟一致性,进而提高测量精度。然后,利用MODELSIM软件仿真,验证系统设计正确性,绘制PCB电路板,完成系统设计。最后,经过测试实验,待测目标在20m处,测量误差达到±0.04mm以内,能够满足技术指标要求,最终完成基于FPGA的并行多通道激光测距系统研究。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究的目的和意义  7-8
  1.2 激光雷达测距的国内外发展及现状  8-9
  1.3 本文主要的研究内容与主要技术指标  9-11
第二章激光雷达测距理论  11-21
  2.1 激光雷达原理  11-12
  2.2 激光雷达测距方法  12-15
  2.3 激光雷达噪声分析  15-21
第三章激光雷达测距系统总体设计  21-25
  3.1 总体设计方案  21-22
  3.2 系统工作原理  22-23
  3.3 系统光路部分设计  23-25
第四章激光雷达测距电路部分设计  25-36
  4.1 器件的选择  25-29
  4.2 激光雷达电路设计  29-33
  4.3 PCB板设计  33-36
第五章激光雷达测距系统软件部分  36-47
  5.1 VERILOG HDL要素与功能  36-39
  5.2 并行数据处理  39-41
  5.3 数据处理部分  41-47
第六章仿真与性能测试  47-51
第七章总结  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-55
附录  55-57

基于FPGA的多通道并行激光雷达测距系统研究

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