基于FPGA的激光三维成像电子学系统设计

牛俊晓

中国海洋大学

摘要：

随着激光技术的不断发展，尤其是激光雷达在距离测量、水深检测以及大气环境监测等领域的广泛应用，激光技术越来越引起人们的重视。近年来，人们又把目光更多的集中在激光成像技术上，尤其是三维激光成像技术。本文讲述的是一种基于SensL's Array4p9探测器和FPGA完成对距离信息的接收、采集与存储等操作，进而获得目标物体距离图像、强度图像的三维成像系统。　　本文分下面几块对本系统进行介绍。　　第一部分主要对三维激光成像技术的原理、应用以及国内外的发展状况进行介绍。通过分析现有成像系统提出本系统的整体设计结构以及本系统相对于其他系统的优势和意义。　　第二部分主要对激光成像系统的电子学设计的总体方案进行介绍。通过各项性能指标得出该系统所需的各项参数，并描绘出整个电子学设计方案的整体流程和结构。　　第三部分主要对本系统的硬件设计进行详细介绍。从整体上把握整个系统的工作流程和控制，并对每个硬件模块（包括脉冲触发模块、DA输出模块、计数模块、数据采集模块等）进行电子学设计以及模块之间的接口设计。　　第四部分是本文的重点，主要论述本系统中FPGA的逻辑设计以及相关的NiosⅡ软核程序设计。通过FPGA逻辑设计完成对数据的采集、存储等操作并通过NiosⅡ进行整体时序控制和数据通信。　　第五部分是本系统的测试及功能实现部分。分别介绍了各个模块的测试及整体测试过程和该系统的实际应用效果。　　本论文主要是对激光三维成像的电子学方面进行研究设计，依靠相应的电子学硬件平台，通过相关的软件设计，实现对目标物体的距离数据的处理，最终通过数据分析得到目标的三维成像。

关键词：三维激光成像系统;电子学设计;现场可编程门阵列;功能测试

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：电子与通信工程

导师姓名：刘金涛

学位年度：2015

语种：中文

分类号：TP391.41

页数：53

在线出版日期：2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）