本文關(guān)鍵詞：基于DSP的調(diào)頻連續(xù)波激光測距信號處理技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對調(diào)頻連續(xù)波激光測距信號處理技術(shù)展開研究,基于DSP嵌入式處理器進(jìn)行信號處理硬件設(shè)計和軟件算法實現(xiàn)。論文首先根據(jù)三角波調(diào)頻測距原理進(jìn)行測距算法設(shè)計,通過仿真分析選擇Chirp-Z算法進(jìn)行頻譜細(xì)化以提高系統(tǒng)測距精度,并根據(jù)激光受煙霧干擾的回波特性設(shè)計基于歸一化頻譜的煙霧干擾判決方法;并針對三角波調(diào)頻測距需進(jìn)行時頻域轉(zhuǎn)換的特點,選擇TMS320F28335 DSP作為核心處理器完成信號處理系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。論文設(shè)計并制作了基于TMS320F28335的調(diào)頻連續(xù)波激光測距信號處理最小系統(tǒng),主要包括對DSP的外圍電路、外部存儲器模塊、ADC調(diào)理電路及SCI串口通信模塊的原理圖設(shè)計并和PCB制版調(diào)試,搭建了可用于調(diào)頻連續(xù)波激光測距算法實現(xiàn)的硬件平臺。基于該硬件平臺進(jìn)行調(diào)頻連續(xù)波激光測距信號處理算法設(shè)計及算法移植,設(shè)計了包括AD采樣、FIR濾波、FFT變換、煙霧干擾判決算法及Chirp-Z頻譜細(xì)化算法的實現(xiàn)流程,并設(shè)計串口發(fā)送程序進(jìn)行距離輸出顯示。最后,論文中完成了對TMS320F28335信號處理最小系統(tǒng)的功能測試;并連接激光測距前端收發(fā)模塊,搭建完整的調(diào)頻連續(xù)波激光測距原理樣機(jī),進(jìn)行不同距離、不同目標(biāo)、不同交匯角及不同煙霧可見度情況下的激光測距實驗,對測距結(jié)果進(jìn)行分析。測試結(jié)果表明,本調(diào)頻連續(xù)波激光測距原理樣機(jī)能夠完成對3m至13m范圍內(nèi)不同目標(biāo)的測距,經(jīng)優(yōu)化后測距系統(tǒng)的測距最大誤差為?0.26m,均方差為0.158m。
【關(guān)鍵詞】：激光測距 調(diào)頻連續(xù)波 DSP 頻譜細(xì)化 煙霧干擾
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P225.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 本論文研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-15
• 1.2.1 調(diào)頻連續(xù)波激光測距技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢11-13
• 1.2.2 調(diào)頻連續(xù)波激光測距信號處理技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢13-14
• 1.2.3 煙霧對激光傳輸影響的研究現(xiàn)狀及趨勢14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容和安排15-17
• 第二章 調(diào)頻連續(xù)波激光測距信號處理系統(tǒng)總體方案設(shè)計17-35
• 2.1 調(diào)頻連續(xù)波激光測距原理17-19
• 2.1.1 調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)工作原理17-18
• 2.1.2 三角波調(diào)頻測距原理18-19
• 2.2 測距算法方案設(shè)計與仿真研究19-25
• 2.2.1 頻譜分析及細(xì)化方法研究19-22
• 2.2.2 頻譜細(xì)化算法仿真22-25
• 2.3 煙霧干擾判決算法研究25-31
• 2.3.1 激光在煙霧中的傳輸特性研究25-26
• 2.3.2 基于歸一化頻譜的測距判決算法設(shè)計26-29
• 2.3.3 判別方法測試驗證29-31
• 2.4 信號處理方案設(shè)計31-34
• 2.4.1 信號處理部分主要功能31
• 2.4.2 核心處理器方案選擇31-32
• 2.4.3 DSP芯片選型32-34
• 2.4.4 信號處理系統(tǒng)設(shè)計流程34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 調(diào)頻連續(xù)波激光測距信號處理系統(tǒng)硬件電路設(shè)計35-44
• 3.1 信號處理系統(tǒng)功能描述及資源分析35-36
• 3.2 硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計36
• 3.3 硬件原理圖設(shè)計36-41
• 3.3.1 DSP電源、時鐘及復(fù)位電路設(shè)計36-39
• 3.3.2 外部存儲器設(shè)計39-40
• 3.3.3 ADC電路設(shè)計40-41
• 3.3.4 SCI串口通信電路設(shè)計41
• 3.4 PCB版圖設(shè)計41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 調(diào)頻連續(xù)波激光測距信號處理算法設(shè)計及軟件實現(xiàn)44-56
• 4.1 信號處理算法實現(xiàn)功能及步驟44
• 4.2 軟件算法設(shè)計44-53
• 4.2.1 ADC流程設(shè)計44-46
• 4.2.2 FIR濾波器設(shè)計46-48
• 4.2.3 FFT算法設(shè)計48-49
• 4.2.4 Chirp-Z算法設(shè)計49-51
• 4.2.5 煙霧環(huán)境下測距判決算法51
• 4.2.6 串口輸出流程設(shè)計51-53
• 4.3 信號處理算法總流程設(shè)計53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 調(diào)頻連續(xù)波激光測距系統(tǒng)測試實驗56-69
• 5.1 DSP信號處理最小系統(tǒng)測試56-61
• 5.1.1 測試目的56
• 5.1.2 測試過程56-57
• 5.1.3 各模塊測試結(jié)果57-61
• 5.2 激光測距實驗61-68
• 5.2.1 實驗?zāi)康?/span>61-62
• 5.2.2 測試系統(tǒng)組成62-63
• 5.2.3 實驗參數(shù)設(shè)置63
• 5.2.4 實驗過程63
• 5.2.5 實驗結(jié)果分析63-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單74-75
• 致謝75

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