本文關(guān)鍵詞：一種LED光源的3D成像雷達系統(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成像雷達近年來飛速發(fā)展,與以往的掃描型成像雷達相比,它具有體積小、幀頻高、測距精度高等優(yōu)點,目前在防撞、導(dǎo)航、建筑測繪以及災(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的關(guān)注。根據(jù)無掃描3D成像雷達的測距方式的不同,可將其分為直接測距型3D成像雷達和間接測距型3D成像雷達。直接測距型3D成像雷達指探測器的每個像元均能單獨測量光脈沖的往返時間,進而獲得目標的距離,這類雷達對探測器的研發(fā)技術(shù)提出了極高的要求,成本比較高,且探測器的像素規(guī)模有限;間接測距型3D成像雷達是指利用光強探測器接收調(diào)制后的回波,獲得回波的強度信息,通過解調(diào)回波的強度信息,得到被測目標的距離信息,這類雷達多以CCD、CMOS等二維傳感器陣列作為探測器,它對探測器的研發(fā)能力沒有過高的要求,且探測器的像素規(guī)模已經(jīng)達到了上百萬,因此目前絕大多數(shù)雷達都是間接測距型雷達。間接測距型雷達目前也已經(jīng)研制出很多種,包括相位法無掃描成像雷達、線性調(diào)頻連續(xù)波無掃描成像雷達、脈沖法無掃描成像雷達、增益調(diào)制無掃描成像雷達和距離選通法無掃描成像雷達等,這些雷達大部分采用調(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,使得雷達系統(tǒng)的成本較高、實現(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,實現(xiàn)對一定距離內(nèi)目標的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探測回波信號,并把光信號轉(zhuǎn)化成電信號;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的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號;第四部分為數(shù)據(jù)傳輸模塊,用USB2.0實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸,把數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上進行處理。
【關(guān)鍵詞】：3D成像 測距 大功率LED 面陣CCD
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 國外無掃描 3D成像雷達的最新技術(shù)進展11-13
• 1.3.2 國內(nèi)成像雷達的最新技術(shù)進展13-14
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排14-16
• 1.4.1 本論文的主要研究內(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成像雷達方法16-23
• 2.1.1 基于焦平面陣列的FLASH雷達16-18
• 2.1.2 基于相位調(diào)制的無掃描 3D成像雷達18
• 2.1.3 基于條紋管的成像雷達18-20
• 2.1.4 線性調(diào)頻連續(xù)波法成像雷達20-22
• 2.1.5 距離選通法成像雷達22-23
• 2.2 成像系統(tǒng)總體設(shè)計方案23-24
• 2.3 成像原理介紹24-27
• 2.3.1 距離像測量方法24-26
• 2.3.2 強度像測量方法26-27
• 2.4 發(fā)射脈沖光功率計算27-28
• 2.5 距離計算方法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33-40
• 3.2.1 CCD概述33-37
• 3.2.2 ICX204AL簡介37-39
• 3.2.3 CCD模塊電路設(shè)計39-40
• 3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計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42
• 3.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊電路設(shè)計42-47
• 3.4.1 USB接.芯片簡介43-45
• 3.4.2 USB2.0 模塊硬件電路設(shè)計45-47
• 3.5 PCB板設(shè)計47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計49-67
• 4.1 面陣CCD模塊軟件設(shè)計49-54
• 4.1.1 ICX204AL驅(qū)動信號分析49-52
• 4.1.2 ICX204AL驅(qū)動信號仿真52-54
• 4.2 LED光源驅(qū)動程序設(shè)計54-55
• 4.3 AD80066驅(qū)動信號程序設(shè)計55-60
• 4.4 USB傳輸模塊程序設(shè)計60-66
• 4.4.1 USB設(shè)備固件程序設(shè)計61-63
• 4.4.2 上位機程序設(shè)計63-64
• 4.4.3 FPGA控制USB設(shè)備程序設(shè)計64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 系統(tǒng)平臺搭建及實驗結(jié)果分析67-78
• 5.1 系統(tǒng)各部分主要器件測試結(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 傳輸模塊測試結(jié)果71
• 5.2 試驗系統(tǒng)平臺搭建71-72
• 5.3 系統(tǒng)成像實驗及結(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81-85
• 攻讀碩士期間取得的研究成果85-86

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