论文摘要
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”,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,FPGA芯片XC2VP20-5FG676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。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 激光雷达技术概述1.1.1 激光雷达的组成1.1.2 激光雷达的分类1.1.3 激光雷达的特点1.1.4 激光雷达的应用1.2 本文工作第二章 激光雷达测距与成像2.1 激光雷达测距2.1.1 脉冲式激光测距2.1.2 相位激光测距2.1.3 两种测距方法的比较2.1.4 激光测距雷达的应用2.2 激光雷达成像2.2.1 激光成像雷达的特点2.2.2 激光成像雷达的关键技术2.2.3 半导体激光成像雷达第三章 基于EDA 工具的FPGA 开发3.1 电子设计自动化（EDA）简介3.1.1 EDA 技术特征3.1.2 EDA 发展的三个阶段3.1.3 电路级设计3.1.4 系统级设计3.2 FPGA/CPLD 简介3.2.1 FPGA/CPLD 特点3.2.2 FPGA/CPLD 结构3.2.3 FPGA/CPLD 编程技术3.3 基于EDA 工具的FPGA/CPLD 开发流程3.3.1 FPGA/CPLD 的开发流程3.3.2 FPGA/CPLD 开发的优点3.3.3 FPGA/CPLD 开发的局限性3.4 硬件描述语言（HDL）3.4.1 Verilog HDL 语言简介3.4.2 Verilog HDL 历史3.4.3 Verilog HDL 主要能力3.5 自顶向下（UP TO DOWN）设计方法3.5.1 自顶向下（Up to Down）设计方法流程3.5.2 自顶向下（Up to Down）设计方法优点3.6 小结第四章 系统架构及硬件设计4.1 DSP+FPGA 的雷达信号处理模块4.1.1 FPGA 的选型4.1.2 DSP 的选型4.2 硬件结构及信号流程4.2.1 硬件结构4.2.2 处理板外形图4.2.3 信号处理流程4.3 模块原理图及PCB 图设计第五章 系统软件设计5.1 FPGA 预处理软件设计5.1.1 格式化处理模块设计5.2 DSP 软件设计5.2.1 驱动软件5.2.2 应用软件5.2.3 DSP 客户主程序5.3 实时小目标检测算法5.3.1 中值滤波5.3.2 阈值法判定目标5.3.3 仿真结果第六章 结论致谢参考文献攻硕期间取得的研究成果
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