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基于DSP的调频连续波激光测距信号处理技术

张心玥  
【摘要】:本文针对调频连续波激光测距信号处理技术展开研究,基于DSP嵌入式处理器进行信号处理硬件设计和软件算法实现。论文首先根据三角波调频测距原理进行测距算法设计,通过仿真分析选择Chirp-Z算法进行频谱细化以提高系统测距精度,并根据激光受烟雾干扰的回波特性设计基于归一化频谱的烟雾干扰判决方法;并针对三角波调频测距需进行时频域转换的特点,选择TMS320F28335 DSP作为核心处理器完成信号处理系统的软硬件设计。论文设计并制作了基于TMS320F28335的调频连续波激光测距信号处理最小系统,主要包括对DSP的外围电路、外部存储器模块、ADC调理电路及SCI串口通信模块的原理图设计并和PCB制版调试,搭建了可用于调频连续波激光测距算法实现的硬件平台。基于该硬件平台进行调频连续波激光测距信号处理算法设计及算法移植,设计了包括AD采样、FIR滤波、FFT变换、烟雾干扰判决算法及Chirp-Z频谱细化算法的实现流程,并设计串口发送程序进行距离输出显示。最后,论文中完成了对TMS320F28335信号处理最小系统的功能测试;并连接激光测距前端收发模块,搭建完整的调频连续波激光测距原理样机,进行不同距离、不同目标、不同交汇角及不同烟雾可见度情况下的激光测距实验,对测距结果进行分析。测试结果表明,本调频连续波激光测距原理样机能够完成对3m至13m范围内不同目标的测距,经优化后测距系统的测距最大误差为?0.26m,均方差为0.158m。


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