本文選題：激光測距 + 三脈沖互相關累加均值　； 參考：《長春理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：目前,激光測距系統(tǒng)一般采用模擬電路的方法對回波信號進行處理,由于模擬電路對信號處理的局限性,使得有用信號在強干擾的情況下極易被淹沒在噪聲信號當中;少數(shù)激光測距系統(tǒng)雖然采用數(shù)字電路的方法,但是系統(tǒng)對回波信號采樣的樣點個數(shù)完全不能滿足高精度的測距要求;同時受到硬件電路的限制,測距方法一般選用簡單的相位法和脈沖法,不能使得測量精度和測量距離同時達到比較理想的效果。以上原因使得激光測距系統(tǒng)的測程和精度都受到嚴重制約。本文通過對高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及多脈沖激光測距系統(tǒng)的研究對系統(tǒng)的硬件電路和算法進行改進,使得系統(tǒng)的測量距離和測量精度都得到有效提升。本文首先,對比分析了常用的激光測距方法,提出了三脈沖互相關累加均值的測距方法,并將小波變換的奇異值檢測算法運用在數(shù)據(jù)處理過程中,為測距系統(tǒng)的測量距離和測量精度的提高提供了理論支撐;其次,完成了發(fā)射單元、接收單元的硬件設計以及對關鍵電路部分的性能分析,實現(xiàn)了對回波信號1GHz的采樣速率,為測距系統(tǒng)精度的提高提供了可靠的硬件平臺;再次,通過FPGA實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)過程的控制以及回波信號的處理,使系統(tǒng)按照預設邏輯工作;最后,通過實驗平臺的構建和數(shù)據(jù)分析,驗證了本文所提出方法和設計的有效性。本文所設計的系統(tǒng)提高了激光測距系統(tǒng)的測量距離和測量精度,在民用和軍用領域有著重要的研究意義。
[Abstract]:At present, the laser ranging system generally uses the analog circuit to process the echo signal, because of the limitation of analog circuit to the signal processing, the useful signal is easily submerged in the noise signal under the condition of strong interference. Although a few laser ranging systems adopt the method of digital circuit, the number of samples sampled by the system can not meet the requirements of high precision ranging, and it is limited by the hardware circuit at the same time. In general, simple phase method and pulse method are used in ranging method, which can not make the measurement precision and distance achieve ideal results simultaneously. These reasons make the range and precision of laser ranging system seriously restricted. In this paper, the hardware circuit and algorithm of the system are improved through the research of the high-speed data acquisition system and the multi-pulse laser ranging system, so that the measuring distance and precision of the system are improved effectively. In this paper, firstly, the common laser ranging methods are compared and analyzed, and a new ranging method with three pulse cross-correlation accumulative mean is proposed, and the singular value detection algorithm based on wavelet transform is applied to the data processing. It provides theoretical support for the improvement of measurement distance and precision of ranging system. Secondly, the hardware design of transmitting unit, receiving unit and performance analysis of key circuits are completed, and the sampling rate of echo signal at 1GHz is realized. It provides a reliable hardware platform for improving the precision of ranging system. Thirdly, it realizes the control of the whole system process and the processing of echo signal through FPGA, which makes the system work according to the preset logic. The validity of the proposed method and design is verified by constructing the experimental platform and analyzing the data. The system designed in this paper improves the measuring range and precision of the laser ranging system and has important research significance in civil and military fields.
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN249

【參考文獻】

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本文編號：2010452