基于全相位FFT的無(wú)合作目標(biāo)激光測(cè)距技術(shù)的研究.pdf

1、便攜式高精度激光測(cè)距儀一直被國(guó)外產(chǎn)品占據(jù)，而且由于激光測(cè)距涉及軍事安全，國(guó)外對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了封鎖。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)測(cè)距產(chǎn)品普遍存在精度不高和性能不穩(wěn)定等缺陷，與國(guó)外產(chǎn)品還存在較大差距。本課題立足于校企合作平臺(tái)，研制了一款具有較高精度的便攜式激光測(cè)距儀。
　　論文主要內(nèi)容如下：
　　1.介紹了幾種常見(jiàn)的激光測(cè)距方法，重點(diǎn)分析了相位式激光測(cè)距的原理和關(guān)鍵技術(shù)，包括多測(cè)尺測(cè)量技術(shù)、相位差測(cè)量技術(shù)和差頻鑒相技術(shù)；完成了基于全相位FFT的

2、多測(cè)尺相位式激光測(cè)距系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行了分析。
　　2.設(shè)計(jì)了基于 DDS技術(shù)的信號(hào)源電路；完成了半導(dǎo)體激光器電流調(diào)制電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了100MHz的高頻調(diào)制且調(diào)制深度優(yōu)于95％，調(diào)制效果良好，有利于提高系統(tǒng)信噪比；設(shè)計(jì)了基于TPS40210的APD偏壓溫補(bǔ)電路；針對(duì)差頻信號(hào)的提取，介紹了傳統(tǒng)混頻器法和APD電外差混頻法，重點(diǎn)研究了APD電外差混頻技術(shù)，對(duì)比分析了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)；根據(jù)課題實(shí)際情況選擇傳統(tǒng)混頻器法實(shí)

3、現(xiàn)差頻鑒相，并完成相關(guān)電路設(shè)計(jì)。
　　3.介紹了三種常見(jiàn)的數(shù)字鑒相算法，通過(guò)仿真分析，選擇全相位FFT算法進(jìn)行相位測(cè)量；完成了基于FPGA的全相位FFT程序設(shè)計(jì)，對(duì)算法運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行了仿真分析；設(shè)計(jì)了基于ARM和FPGA的系統(tǒng)軟件架構(gòu)，其中ARM負(fù)責(zé)系統(tǒng)人機(jī)交互和FPGA的控制；FPGA主要負(fù)責(zé)鑒相算法的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)負(fù)責(zé)相關(guān)硬件電路的初始化和配置。
　　4.完成了激光測(cè)距儀的PCB設(shè)計(jì)和工程樣機(jī)的制作，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了模塊測(cè)試和整機(jī)