3-D成像激光雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、三維成像激光雷達(dá)能同時(shí)探測(cè)目標(biāo)灰度特性和目標(biāo)幾何特性，可得到雷達(dá)視場(chǎng)的空間三維圖像，從而識(shí)別和跟蹤目標(biāo)。本文對(duì)三維成像激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，在此基礎(chǔ)上提出了一種采用固體脈沖激光器的三維成像激光雷達(dá)研究方案，分析了該方案的主要理論問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，并研制出實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)，利用樣機(jī)進(jìn)行了大量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
　　 提出了一種非掃描三維成像激光雷達(dá)研究方案，該研究方案采用直接探測(cè)脈沖測(cè)距體制，以波長(zhǎng)為1064nm固體脈沖激光器為激光光

2、源，利用光纖面陣耦合APD探測(cè)器陣列進(jìn)行探測(cè)，能同時(shí)獲得目標(biāo)的距離圖像和強(qiáng)度圖像。整個(gè)激光雷達(dá)系統(tǒng)由雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)，接收系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)等構(gòu)成。
　　 著重討論了以現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)和微控制器(MCU)為核心的成像激光雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，采用FPGA實(shí)現(xiàn)延遲線插入法進(jìn)行高精度時(shí)間間隔測(cè)量，詳細(xì)討論了它的測(cè)量原理和實(shí)現(xiàn)方法。對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，編寫(xiě)了響應(yīng)的FPGA程序和單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)了高精度時(shí)間