本文關(guān)鍵詞：一種LED光源的3D成像雷達(dá)系統(tǒng)的技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無掃描3D成像雷達(dá)近年來飛速發(fā)展,與以往的掃描型成像雷達(dá)相比,它具有體積小、幀頻高、測(cè)距精度高等優(yōu)點(diǎn),目前在防撞、導(dǎo)航、建筑測(cè)繪以及災(zāi)害預(yù)警等方面都發(fā)揮了很大的作用,因此它的研制一直倍受各國(guó)的關(guān)注。根據(jù)無掃描3D成像雷達(dá)的測(cè)距方式的不同,可將其分為直接測(cè)距型3D成像雷達(dá)和間接測(cè)距型3D成像雷達(dá)。直接測(cè)距型3D成像雷達(dá)指探測(cè)器的每個(gè)像元均能單獨(dú)測(cè)量光脈沖的往返時(shí)間,進(jìn)而獲得目標(biāo)的距離,這類雷達(dá)對(duì)探測(cè)器的研發(fā)技術(shù)提出了極高的要求,成本比較高,且探測(cè)器的像素規(guī)模有限;間接測(cè)距型3D成像雷達(dá)是指利用光強(qiáng)探測(cè)器接收調(diào)制后的回波,獲得回波的強(qiáng)度信息,通過解調(diào)回波的強(qiáng)度信息,得到被測(cè)目標(biāo)的距離信息,這類雷達(dá)多以CCD、CMOS等二維傳感器陣列作為探測(cè)器,它對(duì)探測(cè)器的研發(fā)能力沒有過高的要求,且探測(cè)器的像素規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了上百萬,因此目前絕大多數(shù)雷達(dá)都是間接測(cè)距型雷達(dá)。間接測(cè)距型雷達(dá)目前也已經(jīng)研制出很多種,包括相位法無掃描成像雷達(dá)、線性調(diào)頻連續(xù)波無掃描成像雷達(dá)、脈沖法無掃描成像雷達(dá)、增益調(diào)制無掃描成像雷達(dá)和距離選通法無掃描成像雷達(dá)等,這些雷達(dá)大部分采用調(diào)制的大功率激光器作為光源或者昂貴的接收調(diào)制器件(如ICCD、MCP)作為接收器件,使得雷達(dá)系統(tǒng)的成本較高、實(shí)現(xiàn)難度大,這也是它們難以廣泛應(yīng)用的主要原因。本文在分析這些理論的基礎(chǔ)上,提出了一種新的無掃描3D成像雷達(dá)系統(tǒng),該系統(tǒng)采用大功率LED陣列光源代替激光光源,并采用帶有連續(xù)電子快門的面陣CCD作為接收器件,實(shí)現(xiàn)對(duì)一定距離內(nèi)目標(biāo)的3D成像。本文的主要內(nèi)容包括四部分,第一部分為光源產(chǎn)生模塊,負(fù)責(zé)產(chǎn)生系統(tǒng)所需的脈沖光源;第二部分為回波接收模塊,用面陣CCD器件ICX204AL探測(cè)回波信號(hào),并把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào);第三部分為模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,通過A/D轉(zhuǎn)換芯片AD80066把CCD的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào);第四部分為數(shù)據(jù)傳輸模塊,用USB2.0實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸,把數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上進(jìn)行處理。
【關(guān)鍵詞】：3D成像 測(cè)距 大功率LED 面陣CCD
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 研究背景及意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 國(guó)外無掃描 3D成像雷達(dá)的最新技術(shù)進(jìn)展11-13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)成像雷達(dá)的最新技術(shù)進(jìn)展13-14
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排14-16
• 1.4.1 本論文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4.2 論文章節(jié)安排15-16
• 第二章 成像原理介紹16-31
• 2.1 常見無掃描 3D成像雷達(dá)方法16-23
• 2.1.1 基于焦平面陣列的FLASH雷達(dá)16-18
• 2.1.2 基于相位調(diào)制的無掃描 3D成像雷達(dá)18
• 2.1.3 基于條紋管的成像雷達(dá)18-20
• 2.1.4 線性調(diào)頻連續(xù)波法成像雷達(dá)20-22
• 2.1.5 距離選通法成像雷達(dá)22-23
• 2.2 成像系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案23-24
• 2.3 成像原理介紹24-27
• 2.3.1 距離像測(cè)量方法24-26
• 2.3.2 強(qiáng)度像測(cè)量方法26-27
• 2.4 發(fā)射脈沖光功率計(jì)算27-28
• 2.5 距離計(jì)算方法28-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)31-49
• 3.1 LED陣列光源模塊32-33
• 3.2 面陣CCD成像模塊設(shè)計(jì)33-40
• 3.2.1 CCD概述33-37
• 3.2.2 ICX204AL簡(jiǎn)介37-39
• 3.2.3 CCD模塊電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)40-42
• 3.3.1 模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD80066功能分析40-42
• 3.3.2 A/D電路設(shè)計(jì)42
• 3.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊電路設(shè)計(jì)42-47
• 3.4.1 USB接.芯片簡(jiǎn)介43-45
• 3.4.2 USB2.0 模塊硬件電路設(shè)計(jì)45-47
• 3.5 PCB板設(shè)計(jì)47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)49-67
• 4.1 面陣CCD模塊軟件設(shè)計(jì)49-54
• 4.1.1 ICX204AL驅(qū)動(dòng)信號(hào)分析49-52
• 4.1.2 ICX204AL驅(qū)動(dòng)信號(hào)仿真52-54
• 4.2 LED光源驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)54-55
• 4.3 AD80066驅(qū)動(dòng)信號(hào)程序設(shè)計(jì)55-60
• 4.4 USB傳輸模塊程序設(shè)計(jì)60-66
• 4.4.1 USB設(shè)備固件程序設(shè)計(jì)61-63
• 4.4.2 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)63-64
• 4.4.3 FPGA控制USB設(shè)備程序設(shè)計(jì)64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 系統(tǒng)平臺(tái)搭建及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析67-78
• 5.1 系統(tǒng)各部分主要器件測(cè)試結(jié)果67-71
• 5.1.1 大功率LED光源脈沖波形67-68
• 5.1.2 面陣CCD光電轉(zhuǎn)換結(jié)果68-69
• 5.1.3 AD80066芯片轉(zhuǎn)換結(jié)果69-71
• 5.1.4 USB2.0 傳輸模塊測(cè)試結(jié)果71
• 5.2 試驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)搭建71-72
• 5.3 系統(tǒng)成像實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析72-76
• 5.4 本章小結(jié)76-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 工作總結(jié)78
• 6.2 前景展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀碩士期間取得的研究成果85-86

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