本文選題：激光雷達 + 數(shù)據采集��； 參考：《西安理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：CPCI總線作為一種工程化數(shù)據總線,具有數(shù)據吞吐量大,抗干擾能力及兼容性強等優(yōu)點,在測控系統(tǒng)中有廣泛的應用。本課題依托西安理工大學激光雷達遙測研究中心,首先開展了基于CPCI總線的激光雷達回波信號數(shù)據采集應用化研究:分析了激光雷達回波信號的采集需求,針對工程化應用,設計了基于CPCI總線的激光雷達數(shù)據采集系統(tǒng)方案,并開發(fā)了相應硬件電路;針對雙通道激光雷達回波信號的采集需求,設計了 FPGA并行采集架構,編寫了并行采集控制程序;基于PLX SDK工具包,開發(fā)了針對CPCI總線協(xié)議的底層驅動,設計并編寫了 I/O模式與DMA模式相結合的數(shù)據交互程序,實現(xiàn)了回波信號的數(shù)據采集、傳輸、預處理等功能。激光雷達的回波信號具有信號微弱、隨機干擾強的特點,而小波變換在時頻局部化、多尺度分析等方面具有獨特優(yōu)勢,為此,本文也開展了基于小波變換的激光雷達回波信號濾波去噪算法研究:在對比分析不同小波基和小波分解層數(shù)對小波去噪效果影響的基礎上,選擇使用db4小波,對激光雷達回波信號進行5層分解,并選擇軟閾值函數(shù)進行濾波去噪;根據應用化需求,在C++環(huán)境下編寫了小波閾值去噪算法程序,并與數(shù)據采集系統(tǒng)融合,實現(xiàn)了回波信號的在線濾波、去噪;信噪比分析證明,該算法具有明顯的濾波去噪效果。本論文設計、實現(xiàn)的激光雷達數(shù)據采集系統(tǒng)及小波閾值去噪算法,在激光雷達大氣探測系統(tǒng)中經過了初步的應用,取得了一定的效果。本系統(tǒng)具有可高速采集,無脈沖丟失,功能豐富的特點,將進一步促進激光雷達技術的推廣及應用。
[Abstract]:As a kind of engineering data bus, CPCI bus has many advantages, such as large data throughput, strong anti-interference ability and strong compatibility. It is widely used in measurement and control system. Based on the laser radar telemetry research center of Xi'an University of Science and Technology, the research of data acquisition and application of laser radar echo signal based on CPCI bus is carried out firstly, and the requirement of acquisition of laser radar echo signal is analyzed. This paper designs the scheme of laser radar data acquisition system based on CPCI bus, and develops the corresponding hardware circuit, designs the FPGA parallel acquisition architecture and compiles the parallel acquisition control program according to the demand of dual-channel laser radar echo signal acquisition. Based on the PLX SDK toolkit, the bottom driver of the CPCI bus protocol is developed, and a data interaction program combining I / O mode and DMA mode is designed and written. The functions of data acquisition, transmission and preprocessing of echo signal are realized. The echo signal of lidar has the characteristics of weak signal and strong random interference. Wavelet transform has unique advantages in time-frequency localization and multi-scale analysis. In this paper, we also study the filtering and denoising algorithm of laser radar echo signal based on wavelet transform. On the basis of comparing and analyzing the influence of different wavelet basis and wavelet decomposition layer number on the effect of wavelet denoising, we choose to use db4 wavelet. The laser radar echo signal is decomposed into five layers, and the soft threshold function is selected for filtering and denoising. According to the requirement of application, the wavelet threshold de-noising algorithm program is written in C environment, and the wavelet threshold denoising algorithm is integrated with the data acquisition system. The on-line filtering and denoising of echo signal are realized, and the signal-to-noise ratio (SNR) analysis shows that the algorithm has obvious filtering and denoising effect. In this paper, the laser radar data acquisition system and wavelet threshold de-noising algorithm are designed and implemented, which have been applied in the laser radar atmosphere detection system and achieved certain results. The system has the characteristics of high speed acquisition, no pulse loss and rich functions, which will further promote the promotion and application of lidar technology.
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN958.98

【參考文獻】

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本文編號：1791746