基于FPGA的高精度脉冲激光测距系统研究

【摘要】本文旨在设计一种基于FPGA的高精度脉冲法激光测距系统。通过分析脉冲测距系统的性能指标,设计出一种具有系统简单、精度高、成本低、测程远、抗干扰能力强等优点的脉冲激光测距系统。在关键技术上,以减小激光发射脉冲的上升时间和脉冲宽度,提高接收电路信噪比,提高时间间隔计时精度为目的,提出完整系统解决方案。该系统主要包括脉冲激光发射电路、高速激光接收电路、FPGA高精度时间测量模块三部分。脉冲激光发射电路可以提供高质量的大功率窄脉宽激光脉冲,通过仿真测试该电路可发射重复频率10KHz、峰值电流1.9A、脉冲宽度50ns、上升时间13ns的激光脉冲。高速激光接收电路可以以高信噪比完成弱电流的放大,并通过恒定比值时刻鉴别电路降低回波脉冲形变误差。FPGA高精度时间测量模块由高精度时间测量单元、时间计算存储单元、分割单元、LCD接口单元组成,高精度时间测量单元采用延迟线内插法设计,延迟线具有255ps的时间精度,通过工具chipplanner和timequest进一步调整底层布局,缩短了延迟线间走线时间；时间计算存储单元主要完成判定点的确定和计算方法的实现,通过仿真测试,高精度时间测量模块的时间误差为0.2744ns,距离误差为4.12cm,保证了激光测距系统的高精度特性。
【作者】李军；
【导师】刘继勇；郭树民；
【作者基本信息】西安工业大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】脉冲激光测距；高精度；大功率窄脉宽；信噪比；恒定比值时刻鉴别；FPGA；延迟线；

【参考文献】
[1]李琳.价格折扣下联合采购决策优化研究[D].首都经济贸易大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[2]龚海.四川承接电子信息产业转移对策研究[D].西南交通大学,公共管理,2013,硕士.
[3]申小章.SPECT/CT骨显像对脊柱骨转移瘤的诊断价值[D].苏州大学,临床医学（专业学位）,2014,硕士.
[4]陈龙.监控视频运动物体元数据并行提取系统研究[D].华中科技大学,计算机系统结构,2013,硕士.
[5]江晶.论任伯年人物画作品中线描的艺术特色[D].云南师范大学,美术学,2013,硕士.
[6]刘芯言,彭翃杰,黄佳琦,张强,魏飞.碳纳米管在柔性储能器件中的应用进展[J].储能科学与技术,2013,05:433-450.
[7]李伟.薄膜电子式电—气转换器转换模块与控制系统研究[D].大连理工大学,机械电子工程,2004,硕士.
[8]关睿.定制工业软件维护方法研究与应用[D].重庆大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[9]纪利仙.基于元认知策略的高中英语自主学习能力的培养[D].河北师范大学,学科教学,2014,硕士.
[10]袁慧玲.中国传统生态伦理思想与生态文明建设研究[D].江西师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[11]李登旺,李洪升,王惠,王洪君,尹勇,彭玉华.基于边缘保护尺度空间的形变配准方法及在自适应放疗中的应用[J].自动化学报,2012,05:751-758.
[12]秦美玲.生物学教育实习教师教学反思现状的调查研究[D].东北师范大学,学科教学,2012,硕士.
[13]赵崇.教学型PACS系统中的医学图像处理的相关技术研究[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[14]李萍,梁丽梅,邸皓.校企合作下独立院校人才培养模式的探讨[J].科技与企业,2015,10:172.
[15]施威.《共产党宣言》对构建和谐社会的价值研究[D].渤海大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[16]李再帏,雷晓燕,高亮.轨道不平顺检测数据的预处理方法分析[J].铁道科学与工程学报,2014,03:43-47.
[17]李志高.水工自由水面及掺气问题的数值模拟研究[D].西安理工大学,水力学及河流动力学,2004,硕士.
[18]阮香草.轻重音在留学生学习汉语语法中的作用及其偏误分析[D].湖南师范大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[19]陈莹.中国荷斯坦牛隐性乳房炎发生规律及IL-8基因5’侧翼区和LAO多态性与泌乳性状的关联分析[D].扬州大学,动物遗传育种与繁殖,2011,硕士.
[20]尹航.U型梁结构噪声及梁体对轮轨噪声的遮蔽效应研究[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[21]彭彪.中药内服外敷对下肢静脉性溃疡治疗疗效的临床研究[D].河北医科大学,中西医结合临床,2014,硕士.
[22]席琳琳.益肾活血汤治疗肾虚血瘀型PCOS排卵障碍性不孕的临床研究[D].福建中医药大学,中医妇科学（专业学位）,2013,硕士.
[23]李墨.承德避暑山庄与外八庙环境色彩关系研究[D].北京服装学院,设计艺术学,2012,硕士.
[24]王科理.发动机燃烧分析系统研究[D].北京交通大学,2013.
[25]汪頔.新媒体的发展趋势及其对价值观的影响[D].复旦大学,思想政治教育,2013,博士.
[26]方琰崴,李海峰,刘志军.中兴通讯面向固定和移动网络融合的HLR解决方案[J].世界电信.2006(04)
[27]任海,彭少麟,刘鸿先,曹洪麟,黄忠良.鼎湖山植物群落及其主要植物的热值研究[J].植物生态学报,1999,02:53-59.
[28]柴新.367例早期乳腺癌保乳治疗的中长期预后回顾性分析[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.
[29]杨春雨.东北三所专业体育学院冰雪运动方向本科培养模式现状研究[D].沈阳体育学院,体育教学,2014,硕士.
[30]王连香.环境民事公益诉讼中举证责任分配问题研究[D].青岛大学,诉讼法学,2013,硕士.
[31]程金路,张承进.自适应有限拍感应电机电流控制器设计[J].控制与决策,2005,10:1097-1101+1106.
[32]王新英.数据ETL问题研究[J].湖南工程学院学报(自然科学版),2004,03:63-65.
[33]贾静.碳纳米材料在聚合酶链式反应中的研究进展[J].山东工业技术,2015,07:248.
[34]金波.桥梁检测及其光学检测方法研究[D].天津大学,固体力学,2004,硕士.
[35]刘裕.基于虚拟现实技术的实验课程设计与仿真实验开发[D].宁波大学,教育技术学,2013,硕士.
[36]沈俊.功能梯度材料的多尺度建模[D].苏州大学,应用数学,2013,硕士.
[37]沈静.交通运输行业公司治理结构与内部资本市场配置效率相关性研究[D].长安大学,会计学,2013,硕士.
[38]戴浩.广西农业执法体系建设研究[D].中国农业大学,种植业,2004,硕士.
[39]刘艳.绿色概念在包装设计中的体现[D].青岛大学,设计艺术学,2013,硕士.
[40]郑婷婷.基于混沌理论的短期风电功率预测方法研究[D].大连理工大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[41]郭常祥.战场场景仿真技术研究[D].西安电子科技大学,计算机应用技术,2009,硕士.
[42]游焌.清热消瘿汤治疗风热痰阻型亚急性甲状腺炎的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2014,硕士.
[43]杨志东.中国航空运输业战略联盟有效性控制研究[D].浙江大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[44]方晓芙.遥感图像中战略目标识别方法研究[D].西北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[45]吴雪梅.大兴安岭中南段西坡新构造运动及抬升机制探讨[D].中国地质大学（北京）,构造地质学,2013,硕士.
[46]唐瑶.新媒体时代中国电影营销的问题与对策[D].辽宁大学,传播学,2012,硕士.
[47]杨慧锋.基于行为层次关系分析的入侵检测模型的研究[D].燕山大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[48]张晓斌.IP为传统电信业务带来新的机遇和挑战(二)[J].现代电信科技.1999(10)
[49]张付东.晚清《孝经》学文献述略[J].湖北工程学院学报,2014,05:23-32.
[50]宋荣河.新规则的实施对中外男篮进攻技战术的影响[D].河北师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.