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激光技術(shù)

基于FPGA的多頭激光測距系統(tǒng)

根據(jù)交通部公布的數(shù)據(jù)，交通事故呈逐年上升趨勢，交通事故不僅給公民的財產(chǎn)造成了損失，而且給公民的人身安全也會造成威脅。因此如何更好地避免交通事故成為一個焦點課題，汽車安全系統(tǒng)更是成為汽車生產(chǎn)商和研究機構(gòu)的研究熱點。當(dāng)前汽車安全系統(tǒng)有兩大種類：一是被動式安全系統(tǒng)。例如：安全帶，安全氣囊等。二是主動式安全系統(tǒng)。主動安全系統(tǒng)又分為主動被動式和主動自動式。前者有ABS等。后者有汽車自動防撞系統(tǒng)和倒車雷達等。本文采用激光測距系統(tǒng)，開發(fā)一種汽車在高速公路上行駛的主動式防撞系統(tǒng)，本文的重點是開發(fā)測距預(yù)警系統(tǒng)，采用專門的激光測距芯片和接收芯片，并采用FPGA(Filed Programmable Gate Array)作為主控芯片，對前車進行有效的監(jiān)控，根據(jù)檢測得到的數(shù)據(jù)，實時提出建議和報警，提醒駕駛員減速或者采取制動措施，從而達到預(yù)防追尾碰撞的目的。本文工作主要有以下幾個方面： 1) 在比較分析激光、雷達和毫米波等測距方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)市場需求及潛在用戶分析，確定采用激光脈沖測距方式。針對激光脈沖測距存在的技術(shù)難題，提出以FPGA作為系統(tǒng)核心控制模塊的測距系統(tǒng)設(shè)計方案。 2) 根據(jù)對車載動態(tài)測距系統(tǒng)測量精度、測量頻率和測量范圍的基本要求，結(jié)合脈沖激光測距的特點，提出采用多頭脈沖激光測距和多周期脈沖測量的技術(shù)方案。該方案可有效提高系統(tǒng)測距精度和測量范圍，降低系統(tǒng)成本。 3) 基于上述方案，完成了基于FPGA的多頭脈沖激光測距系統(tǒng)的各功能模塊的詳細設(shè)計、功能仿真、綜合優(yōu)化及板級測試實驗。實驗表明，各主要功能模塊基本達到預(yù)期設(shè)計要求，為測距系統(tǒng)的后期開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 4) 完成了激光測距傳感器外圍光電轉(zhuǎn)換電路、電源轉(zhuǎn)換電路及通訊接口的設(shè)計、制作、安裝及實驗室調(diào)試。 5) 最后對論文研究工作進行了總結(jié)，提出了系統(tǒng)的不足之處和進一步研究工作的方向。

標簽： FPGA 激光測距系統(tǒng)

上傳時間： 2013-05-27

上傳用戶：yatouzi118
基于FPGA的激光測距數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

激光測距是隨著激光技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來的一種精密測量技術(shù)，因其良好的精確度特性廣泛地應(yīng)用在軍事和民用領(lǐng)域。但傳統(tǒng)的激光測距系統(tǒng)大多采用分立的單元電路搭建而成，不僅造成了開發(fā)成本較高，電路較復(fù)雜，調(diào)試困難等諸多問題，而且這種系統(tǒng)體積和重量較大，嚴重阻礙了激光測距系統(tǒng)的普及應(yīng)用，因此近年來激光測距技術(shù)向著小型化和集成化的方向發(fā)展。本文就旨在找出一種激光測距的集成化方案，將激光接收電路部分集成為一個專用集成電路，使傳統(tǒng)的激光測距系統(tǒng)簡化成三個部分，激光器LD、接收PD和一片集成電路芯片。本文設(shè)計的激光測距系統(tǒng)基于相位差式激光測距原理，綜合當(dāng)前所有的測相技術(shù)，提出了一種基于FPGA的芯片運用DCM的動態(tài)移相功能實現(xiàn)相位差測量的方法。該方法實現(xiàn)起來方便快捷，無需復(fù)雜的過程計算，不僅能夠達到較高的測距精度，同時可以大大簡化外圍電路的設(shè)計，使測距系統(tǒng)達到最大程度的集成化，滿足了近年來激光測距系統(tǒng)向小型化和集成化方向發(fā)展的要求，除此，該方法還可以減少環(huán)境因素對測距誤差的影響，降低測距系統(tǒng)對測試環(huán)境的要求。本論文的創(chuàng)新點有： 1.基于方波實現(xiàn)激光的調(diào)制和發(fā)射，簡化了復(fù)雜的外圍電路設(shè)計； 2.激光測距的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在一片F(xiàn)PGA芯片上實現(xiàn)，便于系統(tǒng)的集成。在基于DCM的激光測距方案中，本文詳細的敘述了利用DCM測相的基本原理，并給出了由相位信息得到距離信息的計算過程，然后將利用不同測尺測得的結(jié)果進行合成，并最終將距離的二進制信息轉(zhuǎn)換成十進制顯示出來。本文以Xilinx公司Virtex-II Pro開發(fā)板做為開發(fā)平臺，通過編程和仿真驗證了該測距方案的可行性。在采用多次測量求平均值的情況下，該測距方案的測距精度可以達到3mm，測距量程可達100m。該方案設(shè)計新穎，可將整個的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在FPGA芯片中實現(xiàn)，為最終的專用集成芯片的設(shè)計打下了基礎(chǔ)，有利于測距系統(tǒng)的集成單片化。

標簽： FPGA 激光測距數(shù)據(jù)處理

上傳時間： 2013-06-20

上傳用戶：lili1990
基于FPGA的全數(shù)字激光測距信號處理

激光測距是一種非接觸式的測量技術(shù)，已被廣泛使用于遙感、精密測量、工程建設(shè)、安全監(jiān)測以及智能控制等領(lǐng)域。早期的激光測距系統(tǒng)在激光接收機中通過分立的單元電路處理激光發(fā)、收信號以測量光脈沖往返時間，使得開發(fā)成本高、電路復(fù)雜，調(diào)試困難，精度以及可靠性相對較差，體積和重量也較大，且沒有與其他儀器相匹配的標準接口，上述缺陷阻礙了激光測距系統(tǒng)的普及應(yīng)用。本文針對激光測距信號處理系統(tǒng)設(shè)計了一套全數(shù)字集成方案，除激光發(fā)射、接收電路以外，將信號發(fā)生、信號采集、綜合控制、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸五個部分集成為一塊專用集成電路。這樣就不再需要DA轉(zhuǎn)換和AD轉(zhuǎn)換電路和濾波處理等模塊，可以直接對信號進行數(shù)字信號處理。與分立的單元電路構(gòu)成的激光測距信號處琿相比，可以大大降低激光測距系統(tǒng)的成本，縮短激光測距的研制周期。并且由于專用集成電路帶有標準的RS232接口，可以直接與通信模塊連接，構(gòu)成激光遙測實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過LED實時顯示測距結(jié)果。這樣使得激光測距系統(tǒng)只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可，提出了橋梁的位移監(jiān)測技術(shù)方法，并設(shè)計出一種針對橋梁的位移監(jiān)測的具有既便攜、有效又經(jīng)濟實用的監(jiān)測樣機。本文基于xil inx公司提供的開發(fā)環(huán)境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開發(fā)版來設(shè)計的，提出一種基于方波的利用DCM(數(shù)字時鐘管理器)檢相的相位式測距方法；采用三把側(cè)尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz，對應(yīng)的測尺長度分別為5米、50米和15000米，對應(yīng)的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設(shè)計了一套激光測距全數(shù)字信號處理系統(tǒng)。為了證明本系統(tǒng)的準確性，另外設(shè)計了一套利用延時的方法來模擬激光光路，經(jīng)過測試，證明利用DCM檢相的相位式測距方法對于橋梁的位移監(jiān)測是可行的，測量精度和測量結(jié)果也滿足設(shè)計方案要求。

標簽： FPGA 全數(shù)字信號處理激光測距

上傳時間： 2013-06-12

上傳用戶：fanboynet
基于FPGA技術(shù)的激光測距系統(tǒng)研究

本文的研究內(nèi)容是在激光測距項目基礎(chǔ)上進行的，分析了各種激光測距方法的利弊，最終選用脈沖激光測距的實現(xiàn)方式，并且對脈沖激光測距系統(tǒng)做了深入研究。本文設(shè)計了以FPGA為核心的信號處理模塊，實現(xiàn)了對激光信號的編碼和譯碼、對激光發(fā)射控制時鐘的分頻、和內(nèi)部PLL倍頻實現(xiàn)內(nèi)部高頻計時時鐘等，提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。使用并行脈沖計數(shù)法，提高了計時精度，分析了可能產(chǎn)生誤差的原因，并且對結(jié)果做了相應(yīng)的修正，減小了激光測距系統(tǒng)的誤差。并且制定了四種工作模式，可以根據(jù)不同的實際環(huán)境選擇相應(yīng)的測距模式，以達到最好的測量效果。在接收方面突破以往普通的被動接收方式，提出了利用窗函數(shù)接收回波的主動接收方式，結(jié)合窄帶濾光片的濾光效果，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。從課題要求出發(fā)，本激光測距系統(tǒng)實現(xiàn)了體積小、功耗低的特點，測量距離相對較近(0.5-50米)，屬于近距測量系統(tǒng)。

標簽： FPGA 激光測距系統(tǒng)研究

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：wyaqy
激光光譜探測中快速傅里葉變換

激光光譜探測是激光偵查、激光告警、污染物檢測等領(lǐng)域中采用的重要技術(shù)。通過對來襲激光的光譜特征進行識別，可以為光電對抗提供依據(jù)。本文在分析和研究現(xiàn)有激光光譜探測技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了通過非掃描M-Z干涉法來獲取激光信號的相干圖，并對該圖進行快速傅立葉變換，從而實時獲得激光光譜的技術(shù)。在研究中，由M-Z干涉具形成的激光干涉條紋經(jīng)CCD相機轉(zhuǎn)換后以時間序列依次輸出電信號，該時間序列的快速傅立葉變換用FPGA實現(xiàn)。論文依據(jù)告警系統(tǒng)響應(yīng)時間和信噪比的要求，確定了探測器陣列的結(jié)構(gòu)類型和有關(guān)參數(shù)；設(shè)計了CCD相機和FPGA的接口電路；編寫了數(shù)據(jù)傳輸和存儲模塊。在快速傅立葉變換的實現(xiàn)上，首先確定了采用基2按時間抽取的方法作為實現(xiàn)算法；應(yīng)用型號為XC3S400的FPGA芯片，依靠ISE8.1軟件開發(fā)平臺，用硬件語言編寫了精度為10位，序列長度為512點的快速傅里葉變換程序，并將所有程序成功下載到FPGA的配置芯片中。此外，論文還設(shè)計了顯示、電壓轉(zhuǎn)換、FPGA配置電路。最后，對設(shè)計的快速傅里葉變換模塊進行了測試，將FPGA運算結(jié)果與理論計算結(jié)果進行了比較，結(jié)果表明FPGA計算結(jié)果達到應(yīng)有的精度，運行速度可以滿足激光光譜的實時探測要求。

標簽： 激光光譜探測快速傅里葉變換

上傳時間： 2013-08-04

上傳用戶：hzy5825468
基于ARMFPGA的激光打標機控制器設(shè)計

激光打標是一種利用高能量的激光束在打標物體表面刻下永久性標識的技術(shù)。與傳統(tǒng)的壓刻等方法相比，激光打標具有速度快、無污染、質(zhì)量高、性能穩(wěn)定、不接觸物體表面等優(yōu)點。激光打標是目前工業(yè)產(chǎn)品標記的先進技術(shù)，是一種高效的標記方法。傳統(tǒng)的基于ISA總線、PCI總線或者USB總線的激光打標控制器增加了激光打標機的成本和體積。本文提出一種基于ARM+FPGA架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)方案，主要的研究工作如下：首先，介紹了激光打標系統(tǒng)的組成，激光打標技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和激光打標機的原理。根據(jù)激光打標控制系統(tǒng)的功能要求和性能要求，提出了ARM+FPGA的總體設(shè)計，并簡要討論了ARM和FPGA的特點和優(yōu)勢。ARM處理器的主要功能是完成打標內(nèi)容的輸入和變換處理，打標機參數(shù)的設(shè)置和控制打標。FPGA的作用是接收、存儲和轉(zhuǎn)換打標數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生控制信號去控制激光打標設(shè)備。然后，詳細討論了激光打標機控制器的硬件電路設(shè)計，包括ARM控制單元電路、FPGA控制單元電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊等。為了使控制器能夠長時間可靠穩(wěn)定地工作，還采取了隔離技術(shù)等許多抗干擾措施。完成了 FPGA中各個模塊的程序設(shè)計，利用Quartus Ⅱ軟件進行了仿真驗證，調(diào)試了控制器的功能。本文所設(shè)計的嵌入式激光打標控制器發(fā)揮了ARM和FPGA各自的優(yōu)勢。經(jīng)過在實際打標系統(tǒng)中的測試，證明本次設(shè)計的激光打標機控制器實現(xiàn)了預(yù)期的功能，取得了滿意的打標效果。關(guān)鍵詞：ARM，F(xiàn)PGA，激光打標，F(xiàn)IFO，CO2激光器，掃描振鏡系統(tǒng)

標簽： ARMFPGA 激光打標制器設(shè)計

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：hewenzhi
用cpld開發(fā)的激光控制器的源碼

用cpld開發(fā)的激光控制器的源碼，已經(jīng)是成型產(chǎn)品，希望對大家有用

標簽： cpld 激光控制器源碼

上傳時間： 2013-09-02

上傳用戶：dxxx
精密運算放大器自動校零

運算放大器集成電路，與其它通用集成電路一樣，向低電壓供電方向發(fā)展，普遍使用3V供電，目的是減少功耗和延長電池壽命。這樣一來，運算放大器集成電路需要有更高的元件精度和降低誤差容限。運算放大器一般位于電路系統(tǒng)的前端，對于時間和溫度穩(wěn)定性的要求是可以理解的，同時要改進電路結(jié)構(gòu)和修調(diào)技術(shù)。當(dāng)前，運算放大器是在封裝后用激光修調(diào)和斬波器穩(wěn)定技術(shù)，這些辦法已沿用多年并且行之有效，它們?nèi)杂懈倪M的潛力，同時近年開發(fā)成功的數(shù)字校正技術(shù)，由于獲得成功和取得實效，幾家運算放大器集成電路生產(chǎn)商最近公開了它們的數(shù)字修調(diào)技術(shù)，本文簡介如下。

標簽： 精密運算放大器自動校零

上傳時間： 2013-11-17

上傳用戶：妄想演繹師
PCB抄板密技

第一步，拿到一塊PCB，首先在紙上記錄好所有元氣件的型號，參數(shù)，以及位置，尤其是二極管，三機管的方向，IC缺口的方向。最好用數(shù)碼相機拍兩張元氣件位置的照片。第二步，拆掉所有器件，并且將PAD孔里的錫去掉。用酒精將PCB清洗干凈，然后放入掃描儀內(nèi)，啟動POHTOSHOP，用彩色方式將絲印面掃入，并打印出來備用。第三步，用水紗紙將TOP LAYER 和BOTTOM LAYER兩層輕微打磨，打磨到銅膜發(fā)亮，放入掃描儀，啟動PHOTOSHOP，用彩色方式將兩層分別掃入。注意，PCB在掃描儀內(nèi)擺放一定要橫平樹直，否則掃描的圖象就無法使用。第四步，調(diào)整畫布的對比度，明暗度，使有銅膜的部分和沒有銅膜的部分對比強烈，然后將次圖轉(zhuǎn)為黑白色，檢查線條是否清晰，如果不清晰，則重復(fù)本步驟。如果清晰，將圖存為黑白BMP格式文件TOP.BMP和BOT.BMP。第五步，將兩個BMP格式的文件分別轉(zhuǎn)為PROTEL格式文件，在PROTEL中調(diào)入兩層，如過兩層的PAD和VIA的位置基本重合，表明前幾個步驟做的很好，如果有偏差，則重復(fù)第三步。第六，將TOP。BMP轉(zhuǎn)化為TOP。PCB，注意要轉(zhuǎn)化到SILK層，就是黃色的那層，然后你在TOP層描線就是了，并且根據(jù)第二步的圖紙放置器件。畫完后將SILK層刪掉。第七步，將BOT。BMP轉(zhuǎn)化為BOT。PCB，注意要轉(zhuǎn)化到SILK層，就是黃色的那層，然后你在BOT層描線就是了。畫完后將SILK層刪掉。第八步，在PROTEL中將TOP。PCB和BOT。PCB調(diào)入，合為一個圖就OK了。第九步，用激光打印機將TOP LAYER， BOTTOM LAYER分別打印到透明膠片上（1：1的比例），把膠片放到那塊PCB上，比較一下是否有誤，如果沒錯，你就大功告成了。

標簽： PCB 抄板

上傳時間： 2013-10-15

上傳用戶：標點符號
激光電源電路

比較早的一本書，內(nèi)容很翔實，激光電源電路。

標簽： 激光電源電路

上傳時間： 2013-11-10

上傳用戶：dave520l