非扫描激光三维成像主控电路设计与实现.pdf

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1、第45卷第7期激光与红外V0l

2、45．No．72015年7月LASER&INFRAREDJuly，2015文章编号：1001—5078(2015)07-0766-04·激光应用技术·非扫描激光三维成像主控电路设计与实现陈斌，刘波，赵欣(1．固体激光技术重点实验室，北京100015；2．北方科技信息研究所，北京100010)摘要：在非扫描激光三维成像系统中，各分系统(部件)接口众多、关系复杂。各单元需要在适当的时序控制下实时完成各自的功能，主控电路在系统中负责时序控制、数据采集、处理运算、接口通讯等功能，是系统的核心部件之一。本文采用DSP和FPGA相结合的方

3、式，充分利用它们各自的控制灵活、实时运算的特点，完成了主控电路的上述功能，实现了成像过程全自动、帧频达到25Hz的要求，为实现原理样机转化为工程样机打下了技术基础。关键词：激光三维成像；DSP；TMS320F28335；FPGA；EP2C8中图分类号：TN249文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001-5078．2015．07．007Designandimplementofnon-scanninglaser3DimagingcontrolsystemCHENBin，LIUBo，ZHAOXin(1．ScienceandTechnologyo

4、nSolid-StateLaserLaboratory，Bering100015，China；2．NorthInstituteforScientific&TechnicalInformation，Beijing100010，China)Abstract：Innon—scanninglaser3Dimagingsystem，therearemanysub—systems(components)whichneedtorunreal—timeaccordingtoapropersequence．Themaincontrolparthasthefunctionsof

5、sequencecontrolling，datacollecting，re-suhcomputing，communicatingandinterfacecontrolling，anditisoneofthecoreparts．AccordingtothecharacteristicsofDSPandFPGA，thecombinedstructureofDSPandFPGAisadoptedtoimplementthemaincontrolpart．Automaticimagingisachievedandtheflameratereaches25Hz．Thi

6、scontributestotheengineerizationoftheprototype．Keywords：laser3Dima6ng；DSP；FPGA；TMS320F28335；EP2C81引言三维成像主控电路是属于前端机头中的一部分，协调非扫描激光三维成像是利用脉冲激光器照射目机头中各分系统正常运行，同时完成对操控系统通标，采用两路或多路不同增益调制模式的ICCD同时讯、执行操控系统指令，并将各个分系统状态实时传探测目标各像素点的信号强弱，对两路或多路ICCD输到操控系统进行显示。上对应像素点的信号强弱进行采集和解算，可以得到为满足激光三维成像系统工

7、程化、小型化、处理各像素点的距离信息，完成非扫描激光三维成像。这实时化的需求，激光三维成像主控电路采用高性能种成像方式最大优点是成像速度快，本次样机最高帧DSP和FPGA的电子学结构。使用这两种高性能处频可达25『眇_／S，而且没有机械扫描结构，系统可靠性理芯片的架构设计，主要有如下优势：一是能充分利大大提高。用FPGA芯片的高效可配置及DSP芯片的丰富的外激光三维成像系统可分为前端成像机头、运动转设、接口功能，将众多的分系统(部件)如激光电源、台和操控系统所组成。本文介绍的基于DSP的激光温控模块、激光钡0距、扩束镜头调焦、CCD触发、像作者简介：陈斌(1

8、979一)，男，硕士研究生，专业方向为激光测距信号处理。E—mail：bin．chen@163．com收稿日期：2015-02-02激光与红外No．72015陈斌等非扫描激光三维成像主控电路设计与实现767增强器控制、数字图像处理(DIP)、人机交互等部分在激光三维成像中，目标距离像由目标点相耦合到一起，使各分系统在DSP／FPGA控制下协调对于视场中心点距离和视场中心点相对于观测点地完成实时三维成像；二是充分发挥DSP+FPGA距离两部分组成，非扫描式三维成像系统能得到实时处理能力强的优点，强有力支持图像处理、激光目标各点相对视场中心点的距离，视场中心点的

9、测距等实时I生要求很高的部件需求，同时其出色的绝对距