收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

激光脉冲定距算法研究与FPGA实现

许冲  
【摘要】:随着科学技术的发展,对距离测量精度的要求不断提高,出现了一系列距离测量的新方法。激光脉冲定距以其精度高、操作简单、测量时间短、抗干扰能力强等优点在航天航空、导航制导、医学成像、工程实践等领域得到了广泛应用。然而,激光脉冲定距回波信号受环境影响很大,回波信号会混入噪声毛刺,并且会有幅度和波形上的失真,给回波定位带来了困难。激光脉冲定距实际是测量发射脉冲和回波之间的时间间隔,常采用时钟计数法,但是回波时刻和计数时钟一般是异步的,采用时钟计数法测量会存在最大为一个时钟周期的随机误差,在计数时钟频率不能达到很高时,随机误差会很大,直接影响定距的精度。 针对回波中混入噪声毛刺这一问题,本文研究了门限法去噪声毛刺算法,当有连续多个采样点超越门限时才认为是回波信号,否则视为噪声毛刺进行滤除;对于回波发生幅度和波形上的失真而带来回波时刻定位困难,本文采用幅度上升沿时间补偿ARC(Amplitude Rising Compensation)定时法对回波信号进行定时,有效提高了回波的定时精度;为了在不提高计数时钟频率的前提下减小时钟计数法引起的随机误差,本文重点研究了时间数字转换TDC(Time-to-Digital Converter)算法,TDC目前有数字法、模拟法、数字插值法三种方法,对于数字法本文研究了循环移位法。对于数字插值法本文研究了脉冲收缩法、传递延时法、Vernier方法三种。分别对这四种算法进行了设计,仿真并对精度等指标进行分析。 现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)可重复擦写、资源丰富、并行处理等特点使新一代的电子系统具有极强的灵活性和适应性。本文在最后给出了激光脉冲定距算法在FPGA硬件平台实现的结果,并对实验结果和影响精度的因素进行分析,实验结果表明,设计的定距算法满足既定的指标要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王其祥;关于激光脉冲通过超快速光闸的频谱畸变问题[J];南京理工大学学报(自然科学版);1982年01期
2 周中亮;何永强;周冰;应家驹;;制导激光编码信息识别技术研究[J];激光与红外;2011年06期
3 ;英研制成世界最短的激光脉冲[J];河北理工学院学报;1996年01期
4 叶结松;朱岳超;陈治平;杨辉;;抗高重频激光干扰技术研究[J];现代防御技术;2008年02期
5 ;脉冲武器武装美军[J];东北之窗;2009年12期
6 陈扬光;陆玲影;单洪樑;;激光蒸发固体进样感应耦合等离子体光谱分析[J];分析仪器;1984年02期
7 Joseph B.Bernstein;李熙;;利用低功率激光脉冲的重复作用切割金属线[J];国外计量;1992年05期
8 曾文章;;用电光偏转器实现激光脉冲稳幅的优化研究[J];泉州师范学院学报;2005年06期
9 叶结松;师勇;朱岳超;刘传旭;;炮兵阵地中对抗激光制导武器的实现方案[J];光学技术;2007年S1期
10 ;德成功研制世界最快阿秒级光脉冲可用于捕捉激光脉冲影像及观察较大原子周围的电子运动[J];光学仪器;2008年04期
11 贺俊芳;吴登科;王屹山;朱长军;吴真;;采用光克尔快门提升激光脉冲对比度[J];光学精密工程;2011年02期
12 于劲;马文生;钱建强;魏骏;;用STM研究10.6μm激光对Cu反射镜和Au薄膜反射镜(Cu 基底)的损伤(英文)[J];光学机械;1992年01期
13 杜木;;激光与激光测距[J];兵器知识;1998年07期
14 孙彦飞;叶结松;郝延军;;对抗激光制导武器方法研究[J];红外与激光工程;2007年S2期
15 彭孝祥;张兴敢;;一种改进的脉冲式激光测距仪的设计[J];电子测量技术;2008年06期
16 黄民双;唐建;任晓东;;一种新颖的激光窄脉冲峰值保持方法与电路实现[J];核电子学与探测技术;2009年04期
17 杨晓云;;基于双次回波的LiDAR点云数据滤波方法[J];广西工学院学报;2010年01期
18 邹飞;周东;;基于FPGA的激光脉冲编码研究[J];通信技术;2010年09期
19 陈玉丹;何永强;濮俊艳;田效;;神经网络技术在激光脉冲解码领域的应用研究[J];应用光学;2011年01期
20 陈立万;吴明和;;一种新型的高功率电脉冲产生系统[J];高电压技术;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴成印;徐楠;高宇南;杨宏;龚旗煌;;分子的飞秒激光取向操纵及测量[A];第七届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集[C];2007年
2 夏彦文;叶金祥;刘华;苏春燕;;紫外皮秒激光脉冲在阶跃型多模光纤中的传输特性[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年
3 朱江峰;王鹏;韩海年;张炜;赵研英;魏志义;;压缩mJ级放大激光脉冲至5fs的实验研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
4 温焱;阎吉祥;;基于ANSYS的激光与物质相互作用的仿真研究[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
5 杨玉军;朱颀人;;叠加初态高次谐波发射的脉冲效应及应用[A];2006年全国强场激光物理会议论文集[C];2006年
6 郭福明;杨玉军;朱颀人;;利用正交偏振组合激光脉冲方法生成孤立阿秒脉冲[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
7 龚华平;吕志伟;林殿阳;刘松江;;非聚焦条件下激光脉冲在CS_2介质中的传输特性实验研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
8 王欣媛;王石语;李兵斌;蔡德芳;文建国;过振;;调QDPL输出脉冲高频噪声研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(C 激光技术与应用专题)[C];2006年
9 盛政明;;双激光脉冲作用下的等离子体电子加速(英文)[A];Strong Field Laser Physics--Proceedings of CCAST(World Laboratory) Workshop[C];2002年
10 王晓方;;沿传播方向强度变化的激光脉冲对电子加速的影响[A];Strong Field Laser Physics--Proceedings of CCAST(World Laboratory) Workshop[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡文辉;超快激光场中双原子分子电离和定向动力学的理论研究[D];大连理工大学;2011年
2 董克攻;激光尾波场加速电子的实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 银燕;超短超强激光脉冲与高密度等离子体相互作用的粒子模拟研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
4 程坤;基于多光子吸收效应的激光脉冲平滑技术研究[D];中国工程物理研究院;2012年
5 陈奋策;在多束强激光和等离子体自发产生的电磁场中电子的共振加速[D];浙江大学;2006年
6 吕涛;钬激光脉冲水下空化效应及其在消融生物组织中的应用[D];华中科技大学;2010年
7 刘岩;空气中飞秒激光成丝过程中的激光脉冲诊断方法研究[D];南开大学;2011年
8 郝新锋;低功率YAG激光+TIG复合热源焊接技术研究[D];大连理工大学;2010年
9 袁孝;超短超强激光脉冲在低密度等离子体和空气中的传输[D];四川大学;2002年
10 韩艳华;飞秒激光在玻璃和半导体表面诱导微结构[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶林建;利用超高斯激光脉冲抑制离子稳相加速中靶的横向扩散[D];中国工程物理研究院;2012年
2 薛峤;拉曼激光脉冲放大特性研究[D];山东大学;2010年
3 许冲;激光脉冲定距算法研究与FPGA实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 李伟昌;啁啾脉冲放大系统中的信噪比提升技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 郑迪;强场中氢原子高次谐波理论的研究[D];长春理工大学;2009年
6 熊晗;激光脉冲在次临界密度等离子体中的自聚焦研究[D];南昌大学;2008年
7 韩彪;舰船尾流后向光学检测方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 毕建峰;基于激光脉冲时间测量法的光纤应变测量系统研究[D];燕山大学;2004年
9 李怀繁;增益开关半导体激光脉冲抖动的分析和测量[D];太原理工大学;2005年
10 王欣媛;声光调QDPL激光脉冲信号中高频噪声研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈维义;对SONET你了解吗[N];中国计算机报;2000年
2 李山;用阿秒激光脉冲“追赶”分子内的电子[N];科技日报;2010年
3 陈丹;打印制作电池:新鲜 大小形状任选:便利[N];科技日报;2002年
4 高佰华;哪些未来技术会改变计算机[N];电脑报;2010年
5 逍遥;美军秘制剧痛武器[N];北京科技报;2005年
6 辛秀香;心脏起搏器“嫌”电爱光追时尚[N];大众科技报;2002年
7 伍华;激光雷达真奇妙[N];解放军报;2001年
8 ;超短脉冲激光投入广泛应用[N];科技日报;2002年
9 ;德科学家用超短波激光显微镜诊断疾病[N];中国机电日报;2000年
10 青;激光扫帚预克“太空渣”[N];中国航天报;2000年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978