激光三维成像雷达的高精度数据采集
[Abstract]:Data acquisition, preprocessing and mass transmission are widely used in the fields of laser ranging, laser 3D imaging radar, video surveillance, stereoscopic display, industrial control, biomedical engineering and scientific research. The preprocessing ability, transmission rate and so on put forward the higher and higher request. With the increase of microelectronic technology, the price of FPGA chip is reduced and the electronic design scheme is optimized. The methods of data acquisition, pretreatment and batch transmission based on FPGA hardware platform have been applied more and more by research institutions, universities and companies. Data acquisition equipment, as a forward component of laser 3D imaging radar receiver, plays an important role in data acquisition, cache, transformation and transmission. Therefore, it is of great practical significance to design a kind of data acquisition system with high data volume, good real-time, high expansibility, high integration and considerable performance and price ratio. This paper introduces the research background of the laser 3D imaging radar technology at home and abroad, according to the application requirement of the laser three-dimensional imaging radar system, The single channel acquisition technology in laser phase ranging and the multi channel high speed acquisition technology in laser three dimensional imaging radar are studied. In the single channel acquisition system of laser phase ranging, ADC (Analog to Digital Converter) is used to realize the digitization of laser echo. Altera is chosen as the core control hardware platform of the acquisition system to realize the data buffer processing of laser echo. Cross-clock domain processing, special FFT design, middle end ADC chip driver and USB chip driver, digital filtering function. The multi-channel high-speed acquisition system of laser three-dimensional imaging radar uses high-speed multi-channel ADC to realize the parallel acquisition of multi-channel echo. The FPGA of Xilinx company is chosen as the core control hardware platform of the acquisition system. Data alignment training of multi-channel pulse laser echo, multi-level cross-clock domain and buffer processing, fine correction of laser inner optical path based on TDC, Ethernet transmission and ADC chip drive function are realized. In addition, while designing the relevant algorithms and processing of the acquisition system, this paper uses modelsim, matlab and komodo software to build a simple and efficient verification platform for the laser phase ranging acquisition system and the laser pulse multi-channel acquisition system. The correctness rate of RTL code design is greatly improved and the R & D cycle is shortened by means of assertion verification and constrained random excitation test. The two data acquisition systems proposed in this paper have been selected by device selection, algorithm model design, RTL code design, software debugging and optimization and analysis of experimental results. The system based on FPGA has the advantages of high speed acquisition, real time processing, high integration, expandability and low cost. It can be used as a part of other application fields and has high available value.
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN957.52
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,本文编号:2138104
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