[发明专利]一种基于FPGA的激光测距系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的激光测距系统，包括激光发射单元、激光接收单元、数据处理单元和显示单元，所述激光发射单元与数据处理单元电连接用于控制激光信号发射，所述数据处理单元包括可编程逻辑控制器FPGA和全局时钟模块；所述FPGA与激光接收单元通信连接，采集所述激光收集单元的信息；所述FPGA用于对所述图像信息进行分析处理，以确定所述激光器和所述目标位置之间的距离；所述全局时钟模块向FPGA提供全局时钟信号，所述全局时钟CLK频率为160~200MHz。本发明通过晶振给FPGA提供全局时钟，全局时钟高达200MHz，配合FPGA内部的布线延迟，以FPGA为信号处理核心，提高了系统的测量精度。

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，更具体地，涉及一种基于FPGA的激光测距系统。

背景技术

随着信息技术的发展，激光测距也得到蓬勃发展，在欧美等发达国家已把激光测距技术应用于军事上，将连续激光或脉冲激光射向测距目标，通过测量目标反射回来的激光信号所用的时间来测量目标距离的测量技术。

由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。[9]亮度好，相干性好，良好的单色性和方向性是激光的四大特点。除此之外，激光由于发散角和发光面的因素，导致其空间能量比较集中。为此基于FPGA的激光测距系统的研究，具有非常重要的理论与实际意义。

传统的相位式激光测距仪，测程一般为几厘米到几百米，动态范围大，测量精度低，现有的系统精度在 1mm左右，在一些精度要求高的地方还不能达到要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种基于FPGA的激光测距系统，以为FPGA作为信号处理核心，提高的系统的测量精度。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于FPGA的激光测距系统，包括激光发射单元、激光接收单元、数据处理单元和显示单元，所述激光发射单元与数据处理单元电连接用于控制激光信号发射，所述数据处理单元包括可编程逻辑控制器FPGA和全局时钟模块；所述FPGA与激光接收单元通信连接，采集所述激光收集单元的信息；所述FPGA用于对所述图像信息进行分析处理，以确定所述激光器和所述目标位置之间的距离；所述全局时钟模块向FPGA提供全局时钟信号，所述全局时钟CLK频率为160~200MHz。

进一步地，所述激光发射单元包括激光器、激励源、发射光学系统和激光触发电路系统。

进一步地，所述激光器为远红外激光器、中红外激光器、近红外激光器、可见光激光器、近紫外激光器、真空紫外激光器和X射线激光器的任意一种。

进一步地，所述激光接收单元包括激光接收电路和信号放大电路。

进一步地，所述激光接收电路上安装有光电接收器件，所述光电接收器件为光敏电阻。

进一步地，所述全局时钟模板包括有源晶振。

进一步地，所述全局时钟CLK频率为200MHz。

进一步地，所述FPGA的延迟时间周期为3~5ns。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过晶振给FPGA提供全局时钟，全局时钟高达200MHz，配合FPGA内部的布线延迟，以FPGA为信号处理核心，提高了系统的测量精度。在激光测距系统工作时，其测量精度容易受噪声影响，本发明在接收单元中设置信号放大电路，实现了抗干扰的功能，进一步提高了测量结果的准确性。