[发明专利]具有远程数据传输功能的激光雷达数据采集系统

说明书

本发明提供一种激光雷达数据采集系统以Xilinx公司的ZYNQ系列开发板为控制中心，对高速AD采样的数据进行处理后保存至固态硬盘，同时周期性控制AD采样后处理过的数据通过新一代高速WIFI模块远程传输到本地进行存储，实现双模存储，有效减少激光雷达系统负重。

技术领域

本发明公开了一种具有远程数据传输功能的激光雷达数据采集系统，主要用于海量、高速的激光雷达数据的处理以及存储。

背景技术

激光随着5G的普遍运用，激光雷达将在民用、军用领域发挥巨大作用，其典型应用有生成数字表面模型、地形三维建模、水深测量、无人驾驶等。目前，常用的激光雷达数据存储方式有，FPGA内嵌的DRAM、ZYNQ内嵌的DDR3、FPGA外接FLASH等，无法满足激光雷达长时间、高带宽数据采集的存储。本发明提供一种激光雷达数据采集系统以Xilinx公司的ZYNQ系列可拓展处理平台为控制中心，对高速AD采样的数据进行处理后保存至固态硬盘，同时周期性控制AD采样后处理过的数据通过新一代高速WIFI模块远程传输到本地进行存储，有效解决激光雷达系统地负重和成本问题。

发明内容

本发明提供一种激光雷达数据采集系统以Xilinx公司的ZYNQ系列开发板为控制中心，对高速AD采样的数据进行处理后保存至固态硬盘，同时周期性控制AD采样后处理过的数据通过新一代高速WIFI模块远程传输到本地进行存储。

本发明所述的具有远程数据传输功能的激光雷达数据采集系统具体实现方法如下：

(1)一种基于ZYNQ的具有远程传输数据功能的高速激光雷达数据采集系统，主要包括ZYNQ控制的高速AD采样模块；COM Express嵌入式扩展模块，用于扩展PCIE给SSD存储、WIFI传输；新一代WIFI传输模块。激光雷达的回波信号经过高速AD采样，PL部分主要完成逻辑控制和高速运算，而PS部设计的为Ubuntu裸机系统可通过DDR3读取PL处理过的数据，将其中的采集数据进行SSD存储和远程传输。

(2)AD模块硬件部分为具有高速JESD204B接口的FMC模块，其中ZYNQ的FMC接口应用性强，可与其他FMC子卡搭配完成个应用的数据采集。速率要求更高则选择支持传输速率更高的JESD204C接口的开发板。软件部分的实现通过Vivado开发环境对JESD204B IP核、PCIE IP核等硬件环境进行配置，实现串行数据传输、链路的确定性延迟。

(3)PCIE Switch的基本功能是进行PCIE通道数的扩展，由于ZYNQ上没有足够的的PCIE接口，利用Switch提供桥接，扩展两路PCIEx8接口，一路连接SSD，另一路连接WIFI模块。

(4)PCIe载板(ZYNQ)用于完成数据的采集和打包，发送给DDR3，数据量达到设定值时触发中断发起DMA，实现PCIE模块向SSD之间的数据传输。

(5)ZYNQ分时段通过高速串口将数据发送给WIFI模块，地面WIFI模块完成接收发给含RAID控制器和盘阵的PC进行存储，存储空间可调。

附图说明

图1为系统总体设计图

图2为WIFI模块设计图

具体实施方式

实施例1：

(1)整个系统主要包括ZYNQ控制的高速AD采样模块和新一代高速WIFI传输模块。

(2)开发板可选择普遍使用的ZYNQ7000扩展板；AD板可选择ADC12DJ3200双通道采集，每通道3.2GS/s采样率，2GS板载内存，第三代PCIe x8总线；理论存入SSD的速率为7.877GB/s(含协议开销)；WIFI数据传输采用新一代WIFI6标准，单流带宽为1201Mbps，该模块同样支持PCIE传输，支持的操作系统有WIN7/10和LINUX2.4，有效提高了传输速率。