基于嵌入式技術(shù)的激光雷達高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、激光雷達作為一種全新的探測技術(shù),因其具有較高的時空分辨率和測量精度,而廣泛應用于大氣參數(shù)探測、污染物監(jiān)測、沙塵暴監(jiān)測等領(lǐng)域。激光雷達的回波信號涵蓋了大量的信息,研制具有高速、高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),對提升激光雷達系統(tǒng)的整體性能有著十分重要的作用及意義。
　　 本文依托西安理工大學激光雷達遙測研究中心試驗平臺,在充分分析激光雷達的探測原理及其回波信號的特點的基礎上,設計了一套基于嵌入式技術(shù)的用于激光雷達模擬探測的雙通道高速數(shù)據(jù)采集系

2、統(tǒng)。系統(tǒng)采樣率為20MSPS,設計分辨率為14位。針對激光雷達回波信號的特點,系統(tǒng)總體設計采用在板存儲器方式進行數(shù)據(jù)傳輸和采集,采用外部信號觸發(fā)的方式啟動數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)存儲的同時進行必要的數(shù)字信號處理。
　　 本文重點研究分析了系統(tǒng)的設計原理、硬件結(jié)構(gòu)和軟件流程。采用Atmel公司AT9ISAM9260處理器作為數(shù)據(jù)處理器件,AJtera公司CPLD芯片EPM7032AE作為時序邏輯產(chǎn)生器件,AD公司的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器件AD92

3、48作為數(shù)據(jù)采集器件,以及IDT公司生產(chǎn)的FIFO芯片IDT72V233作為數(shù)據(jù)緩存器件,構(gòu)建了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),并對各模塊詳細闡述了設計思路和關(guān)鍵技術(shù)及其解決方法。在QuartusⅡ平臺下結(jié)合Verilog語言,編寫了該系統(tǒng)的時序邏輯產(chǎn)生程序。利用米散射激光雷達實驗原始數(shù)據(jù),研究并分析了回波信號信噪比的改善方法,提出了算術(shù)平均作為該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預處理方式。在此基礎上,論文也設計了一種利用FPGA代替CPLD和FIFO的系統(tǒng)改進方案。