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《基于fpga的多脈沖激光測距技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TN24單位代碼：10190研究生學號：201304025密級：無碩士學位論文基于FPGA的多脈沖激光測距技術(shù)研究ResearchonMultiplePulseLaserRangingTechnologyBasedonFPGA研究生姓名：衷春專業(yè)：電氣工程指導(dǎo)教師姓名：陳娟指導(dǎo)教師職稱：教授2016年4月長春工業(yè)大學碩士學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的碩士學位論文，《基于FPGA的多脈沖激光測距技術(shù)研究》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品
2、成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。作者簽名：年月日長春工業(yè)大學碩士學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解“長春工業(yè)大學碩士學位論文版權(quán)使用規(guī)定”，同意長春工業(yè)大學保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學位論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)長春工業(yè)大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，也可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學位論文。作者簽名：年月日校內(nèi)指導(dǎo)教師簽名：年月日摘要脈沖激光測距是目前遠距離測距中應(yīng)用最廣泛的測距技術(shù)，
3、傳統(tǒng)激光測距機多采用模擬電路，結(jié)構(gòu)較簡單，但抗干擾能力差，在惡劣天氣、復(fù)雜背景的環(huán)境下探測時，容易出現(xiàn)“虛警”或“漏檢”現(xiàn)象，且測距精度較低。本文圍繞著如何在激光測距機數(shù)字化、小型化、輕量化的前提下實現(xiàn)較遠測距，并且有較高精度展開了研究。研究了激光測距的基本原理，介紹了脈沖激光測距的作用距離方程和信噪比方程，根據(jù)統(tǒng)計檢測理論計算了滿足虛警概率和探測概率要求所需的最小信噪比和閾噪比。并為了滿足課題需求，本文設(shè)計了兩種測距模式，近程模式和遠程模式。遠程模式測距時，針對激光回波信號微弱信噪比低，回波脈沖信號難以檢測的問題，本文研究了微弱信號檢測技術(shù)的理論和實現(xiàn)
4、，采用多脈沖探測，提出了一種基于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的多脈沖微弱信號處理方法，重點研究了累加平均算法，經(jīng)過理論推導(dǎo)和Matlab環(huán)境下模擬多脈沖測距實驗，結(jié)果表明多脈沖累加平均利用信號相關(guān)而噪聲不相關(guān)的特性，累加N次，能使信噪比提高N倍，恢復(fù)回波脈沖波形。搭建實驗平臺，為了確定回波脈沖的精確位置，對回波脈沖進行窗口為5的中值濾波處理，實驗數(shù)據(jù)表明，該算法能夠增大測程，測程1400m，誤差小于1m。近程模式測距時，只要能探測到回波脈沖，就可直接測量發(fā)射脈沖與回波脈沖的時間差，時間間隔測量精度決定了測距精度，提出了一種基于時鐘內(nèi)插技術(shù)的高精度時間間隔
5、測量方法，利用FPGA內(nèi)部鎖相環(huán)產(chǎn)生5路同頻率400MHz，相位均勻分布的時鐘信號作為內(nèi)插時鐘，實驗表明，測時分辨率250ps，誤差小于10cm。關(guān)鍵詞：脈沖激光測距累加平均時鐘內(nèi)插技術(shù)FPGAIAbstractPulsedlaserrangingisthemostwidelyusedtechniqueinthedistancemeasurement,traditionallaserrangingmachineadoptsanalogcircuit,hastheadvantagesofsimplestructure,buttheanti-interfer
6、enceabilityispoor,whenprobinginbadweatherandcomplexbackgroundenvironment,pronetothephenomenonof"falsealarm"or"Miss",andrangingaccuracylower.Thebasicprincipleoflaserrangingisstudied,andthepulselaserrangingperformanceequationandsignal-to-noiseratioequation,accordingtothestatistical
7、detectiontheorytocalculatethefalsealarmprobabilityanddetectionprobabilitytomeettherequiredminimumsignal-to-noiseratioandthresholdnoiseratio.Andinordertomeettherequirement,thispaperdesignstwomodels,short-rangemodeandremotemode.Remotemeasurementmode,forlaserweakechosignaltonoiserat
8、ioislowechosignalisdifficulttodetectthep
