预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/4
2/4
3/4
4/4

在线预览结束,喜欢就下载吧,查找使用更方便

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

基于FPGA的全数字激光测距信号处理系统的设计的开题报告 一、研究背景 随着激光技术的发展及其在工业制造、汽车、机器人等领域的应用,全数字激光测距技术成为了一种广泛使用的测量方法。与传统的模拟信号处理方法相比,基于FPGA的全数字激光测距信号处理系统具有精度高、速度快、可靠性强、体积小等优点,被广泛应用于航空航天、军事、监测等领域。 二、研究目的和意义 本研究的目的是设计一种基于FPGA的全数字激光测距信号处理系统。该系统将激光信号通过光电探测器转换成电信号,然后经过前置放大、滤波、采样、数字信号处理等步骤,最终输出目标物体到激光测距仪的距离值。 该研究具有以下意义: 1.提高激光测量的精度:基于FPGA的全数字信号处理系统能够实现高速采样和精确计算,从而实现更高的测量精度。 2.提高激光测量的速度:FPGA芯片可以进行并行计算,能够大幅提高信号处理的速度。 3.简化系统结构:基于FPGA的全数字信号处理系统具有硬件实现和精简化的特点,可以优化系统结构,降低系统成本。 三、研究内容和进度安排 1.激光信号采集:设计合适的激光信号采集电路,将激光信号转换为电信号。 2.前置放大和滤波:对采集到的电信号进行前置放大和滤波,以增加信号的强度,并减小噪声。 3.数字信号处理:采集到的信号经过A/D转换后,进行数字信号处理。本研究的数字信号处理算法包括信号去噪、信号重构和信号处理(最小二乘法、卡尔曼滤波等),以提高测量的精度。 4.系统硬件设计:基于FPGA芯片设计全数字信号处理系统的硬件框架和电路板。 5.系统测试:对设计的基于FPGA的全数字激光测距信号处理系统进行实验验证,并与传统的模拟信号处理方法进行对比分析。 预计完成时间节点: 第一阶段:激光信号采集电路设计及前置光电放大模块设计(2周); 第二阶段:基于FPGA的全数字信号处理算法实验及算法比较分析(4周); 第三阶段:FPGA系统硬件设计(4周)。 第四阶段:系统集成测试(2周)。 四、研究方法和技术路线 1.信号处理算法研究:本研究采用最小二乘法、卡尔曼滤波等数字信号处理技术进行数据分析和信号重构,实现高精度的激光测距。 2.全数字信号处理系统设计:本研究基于FPGA芯片进行硬件设计,利用VHDL语言进行FPGA的程序设计。 3.实验测试:本研究设计实际测试环境,进行系统的实际测试,并对比传统的模拟信号处理方法,证明基于FPGA的数字信号处理方法的优越性。 五、预期成果 完成一个基于FPGA的全数字激光测距信号处理系统的设计,并通过实验验证,证明其在提高激光测距精度、减少系统成本以及提高信号处理速度方面的优越性。 六、研究所需条件 1.激光信号测量设备、光电探测器、前置放大、滤波器、采样器以及数字信号处理器等相关设备。 2.开发工具和开发环境,如FPGA芯片开发板、VHDL语言编程工具等。 3.实验室测试设备及相关软件。 七、论文框架 第一章:绪论 1.1研究背景及研究意义 1.2国内外研究现状 1.3研究内容及目标 1.4研究方法和技术路线 1.5论文结构 第二章:基于FPGA的全数字激光测距信号处理系统设计 2.1激光信号采集电路设计 2.2前置放大和滤波 2.3数字信号处理算法研究 2.4基于FPGA的全数字信号处理系统硬件设计 第三章:实验测试及数据分析 3.1实验测试环境介绍 3.2实验测试结果分析和比较 第四章:基于FPGA全数字激光测距信号处理系统的优化 4.1系统的优化措施 4.2优化后实验结果分析与比较 第五章:结论与展望 5.1研究结论总结 5.2研究展望