激光雷达接收端数据处理模块设计及实现

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1、电子科技大学硕士学位论文激光雷达接收端数据处理模块设计及实现姓名：李志鹏申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：李晓峰20080501摘要激光雷达是一项正在迅速发展的高新技术，由于其在军事领域具有广泛的用途，因此受到了各国军事部门的极大关注。国际导弹技术控制法明确指出：“激光雷达系统将激光用于回波测距、定向，并通过位置、径向速度及物体反射特性识别目标，体现了特殊的发射、扫描、接收和信号处理技术一，并把激光雷达作为限制扩散的军事技术之一。激光雷达主要有激光成像雷达和激光测距雷达等。虽然两种雷达体制不同，但如果能设计出一套比较通用的激光雷达

2、信号处理模块，就可以使新型激光雷达系统的研制工作主要集中在光学部分和控制部分，实现两种雷达功能的开发不需要重复进行信号处理模块部分的开发工作。根据雷达、图像、通信等领域对信号高速处理的要求，人们正寻求新的高速数字信号处理实现方法，以满足高速处理数据的需要。常用的高速实时数字信号处理的器件有ASIC、DSP、FPGA等等。FPGA具有灵活的可编程逻辑可以方便的实现高速数字信号处理，方便并行处理、流水处理，反复的可编程能力，广泛用于数字信号处理领域。本文设计了一种基于PCI总线的采用双FPGA+DSP结构的高性能雷达回波信号实时处理模块，

3、FPGA芯片Xc2Ⅵ，20-5FG676负责控制采样并作为信号的预处理单元，DSP芯片TMS320C6416T构成高速处理单元，PCI接口芯片PCI9054实现标准的32位PCI总线接口，构成了一个用于雷达信号采集处理的通用标准化硬件平台。该方案充分结合了不同处理器件的优点，具有处理能力强、高速数据传输、接口可靠方便和编程灵活的特点。关键词：激光雷达，FPGA，DSPABSTRACTThe1姗radarisanewandhightechnologyofdevelopingrapidly,ithaveextensiveUSeSinthe

4、militarydepartment,haveree斌vedthegreatoonc坝'i]$ofthemilitaryaepmmentsofvariouscountries．Internationalguidedmissiletechnologycontrollinglawpointsoutdearly：什Thelaserradarsystemuseslaserforreturnwavesechofindingrange,orientation,andreflectthecharacteristicanddiscernthegoal

5、．throughtheposition,speedofradialandobject,havereflectedspecialtransmission,scanning,receivingandsignaltreatmenttechnology”，andregardthelaserradarasoneofthemilitarytechnologyexercisedrestraintinspreading．Thelaserradarhastwodifferentkinds：laserimagingradarandlaserranging

6、radar．Thoughtwokindsofradarsystemsaredifferent,butifcandesigntheinterchangeablelaserradarsignalprocessorofasetofcomparison，itoanmakethedevelopmentofthenow-typelaserradarsystemconcentrateonsomeofopticspartandcontrolmainly．ItisunnecessarytocarryOntherepeatedworkondealing、

7、丽mthecircuitinthesignal．Accordingtotherequirementofhigh-speedsignalprocessinginradar,imageprocessing,communicationetc,dcsignersareseekingnewimplementingmethodsofdigitalsignalprocessingtomeettheserequirements．Indigitalsignalprocessingarea,DSPprocessor、ASICandFPGAareincom

8、monuse．FPGAhassomeadvantages：high-speed,perfectforparallelandpipeliningprocessing,abilityofreconfiguration．Bec