线性调频激光测距算法研究及DSP实现

发布时间：2020-12-26 03:53

　　随着航空航天、船舶制造等技术的飞速发展,我国对大型装备的非接触式精密测量技术提出了更高的要求。相比于传统的脉冲法和相位法激光测距技术,线性调频激光测距技术具有测距精度高且抗干扰能力强的突出优点,在精密测量领域具有广阔的应用前景。本文将对线性调频激光测距信号处理算法展开研究,并基于多核浮点DSP进行高速实现,搭建了一套能够对大尺寸非合作目标进行高精度测量的调频式激光三维形貌测量系统。本文主要研究内容和完成的工作有以下几个部分:首先,介绍线性调频激光测距的基本原理,对测距分辨率进行简要分析,重点分析了信号噪声和调频非线性误差对测距精度的影响。提出本文测距系统的整体方案,并采用光电闭环反馈电路对信号中的调频非线性误差进行补偿,有效去除了回波信号中的大部分非线性误差。其次,完成线性调频激光测距信号处理算法的设计和仿真,针对测量信号中残余的非线性误差,设计基于参考通道的频率非线性相位误差补偿方法,通过设置参考通道提取非线性相位误差对回波信号进行补偿,有效提高了系统测距精度。针对传统的希尔伯特变换提取信号相位难以实现的问题,设计了多阶级联的IIR滤波器将实信号转换为复信号,在较小的时间和空间复杂度... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

线性调频激光测距原理图

率也在随之变化。而图 2.12 为补偿后的信号时频关系图，随着时间的变化，差频信号的频率趋于平稳，可见闭环反馈方式有效的补偿了调频激光信号中的非线性误差。图2.11 补偿前信号时频关系图图2.12 补偿后信号时频关系图0 1 2 3 4 5x 1070200400600800Frequency(Hz)AmlpitdeuTime(ms)Frqeuency(KH)z0.2 0.4 0.6 0.8 12004006008001000Time(ms)Freueqcny(KHz)0.2 0.4 0.6 0.8 101000200030004000

号的频率趋于平稳，可见闭环反馈方式有效的补偿了调频激光信号中的非线性误差。图2.11 补偿前信号时频关系图图2.12 补偿后信号时频关系图0 1 2 3 4 5x 1070200400600800Frequency(Hz)AmlpitdeuTime(ms)Frqeuency(KH)z0.2 0.4 0.6 0.8 12004006008001000Time(ms)Freueqcny(KHz)0.2 0.4 0.6 0.8 101000200030004000


本文编号：2938987