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1、本科生畢業(yè)論文設(shè)計題目基于FPGA的激光測距系統(tǒng)研究作者姓名多孟龍指導(dǎo)教師所在學(xué)院職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)（系）通信工程班級（屆）2011完成日期2011年5月16日摘要摘要本文的研究內(nèi)容是在激光測距項目基礎(chǔ)上進(jìn)行的，分析了各種激光測距方法的利弊，最終選用脈沖激光測距的實現(xiàn)方式。本文設(shè)計了以FPGA為核心的信號處理模塊，實現(xiàn)了對激光信號的編碼和譯碼、對激光發(fā)射控制時鐘的分頻、和內(nèi)部PLL倍頻，實現(xiàn)內(nèi)部高頻計時時鐘等，提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。使用并行脈沖計數(shù)法，提高了計時精度，分析了可能產(chǎn)生誤差的原因。并且制
2、定了兩種工作模式，可以根據(jù)不同的實際環(huán)境選擇相應(yīng)的測距模式，以達(dá)到最好的測量效果。關(guān)鍵詞激光測距；FPGA；PLLI摘要AbstractTheessayisbasedontheprojectofLRF．ItdescribesthemeritanddemeritofeveryclassofLRF.EventuallyIchoosethewayofusingthelaser-pulsetohavetherange-measurement．Theresultofthisessayistodesignthed
3、igitalsignalprocessorbasedonFPGA，tocodeanddecodethelasersignal，toscaledowntheclockoflaunchingpartofthelasersystemandtousethePLLintheFPGAtomakethefrequencymultiplicationandsoon．Thesemakethesystemmorestableandaccurate．Usingtheparallelcountertocountthepuls
4、eofthelasercanincreasetheprecisionofthesystem．Theessayconsideredmanyreasonswhichmaycausetheinaccuracy．Ithastwopatternswhichwillbeusedindifferentenvironmenttomakethegaugemorereliable．KeywordsLaserRangeFinder；FPGA；PLLI目錄目錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1研究背景及意義11.2
5、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢2第2章激光測距系統(tǒng)原理52.1系統(tǒng)工作方式52.2激光測距實現(xiàn)的方式62.2.1連續(xù)波體制簡介62.2.2脈沖波體制簡介62.3脈沖激光測距系統(tǒng)原理62.3.1激光測距性能62.3.2激光的高斯光束特性72.3.3脈沖激光測距系統(tǒng)72.3.4光學(xué)系統(tǒng)82.3.5發(fā)射接收系統(tǒng)要求82.4半導(dǎo)體激光器的特性8第3章激光編碼及解碼103.1編碼理論103.2編碼激光工作原理103.3激光測距系統(tǒng)時序分析113.4激光測距系統(tǒng)工作模式設(shè)定12第4章激光測距系統(tǒng)軟件設(shè)計134.1TOP
6、模塊134.2TRANSMIT模塊134.3RECEIVE模塊144.4COUNTER模塊154.5LED模塊174.6PLL模塊184.7FD模塊18第5章誤差分析205.1脈沖式激光測距系統(tǒng)誤差分析205.1.1嗓聲來源205.1.2接收系統(tǒng)響應(yīng)時間205.1.3激光脈沖寬度和幅度變化原因205.1.4電路延遲誤差205.1.5時間測量誤差21總結(jié)22附錄23參考文獻(xiàn)46第1章緒論第1章緒論1.1研究背景及意義激光是一種自然界原本不存在的，因受激而發(fā)出的具有方向性好、亮度高、單色性好和相干性好等特
7、性的光，激光的特點有：1.方向性好——普通光源(太陽、白熾燈或熒光燈)向四面八方發(fā)光，而激光的發(fā)光方向可以限制在小于幾個毫弧度立體角內(nèi)，這就使得在照射方向上的照度提高千萬倍。激光準(zhǔn)直、導(dǎo)向和測距就是利用方向性好這一特性。2.亮度高——激光是當(dāng)代最亮的光源，只有氫彈爆炸瞬間強烈的閃光才能與它相比擬。盡管激光的總能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小點處產(chǎn)生高壓和幾萬攝氏度甚至幾百萬攝氏度高溫。激光打孔、切割、焊接和激光外科手術(shù)就是利用了這一特性。3.單色性好——光是一種電磁波。光的顏色取
8、決于它的波長。普通光源發(fā)出的光通常包含著各種波長，是各種顏色光的混合。而某種激光的波長，只集中在十分窄的光譜波段或頻率范圍內(nèi)。如氦氖激光的波長為632.8納米，其波長變化范圍不到萬分之一納米。由于激光的單色性好，為精密度儀器測量和激勵某些化學(xué)反應(yīng)等科學(xué)實驗提供了極為有利的手段。4.相干性好——干涉是波動現(xiàn)象的一種屬性?；诩す饩哂懈叻较蛐院透邌紊缘奶匦裕厝幌喔尚詷O好。上世紀(jì)九十年代初，歐美等幾大公司相繼生產(chǎn)出可供商用的半導(dǎo)體激光二極管，使激光的實際
