基于全相位FFT的無合作目標激光測距技術的研究.pdf

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

2、多測尺相位式激光測距系統(tǒng)總體方案設計，并對系統(tǒng)誤差進行了分析。
　　2.設計了基于 DDS技術的信號源電路；完成了半導體激光器電流調制電路的設計，實現(xiàn)了100MHz的高頻調制且調制深度優(yōu)于95％，調制效果良好，有利于提高系統(tǒng)信噪比；設計了基于TPS40210的APD偏壓溫補電路；針對差頻信號的提取，介紹了傳統(tǒng)混頻器法和APD電外差混頻法，重點研究了APD電外差混頻技術，對比分析了兩種方法的優(yōu)缺點；根據(jù)課題實際情況選擇傳統(tǒng)混頻器法實

3、現(xiàn)差頻鑒相，并完成相關電路設計。
　　3.介紹了三種常見的數(shù)字鑒相算法，通過仿真分析，選擇全相位FFT算法進行相位測量；完成了基于FPGA的全相位FFT程序設計，對算法運行時間進行了仿真分析；設計了基于ARM和FPGA的系統(tǒng)軟件架構，其中ARM負責系統(tǒng)人機交互和FPGA的控制；FPGA主要負責鑒相算法的實現(xiàn)，同時負責相關硬件電路的初始化和配置。
　　4.完成了激光測距儀的PCB設計和工程樣機的制作，對樣機進行了模塊測試和整機