基于FP GA的激光测速研究
激光多普勒测速仪是一种可以精确测量物体运动速度的速度测量仪器。它具有动态响应、空问分辨率高、测量范围大、非接触测量等优点,不但能提高带钢速度测量的精度,还能避免传统测量方法对带材表面造成的磨损,提高带钢的质量。本课题研究了一种双光束型的激光多普勒测速系统,该系统主要由光学模块与信号采集和处理模块组成。 光学模块的作用是将物体运动的速度信息调制到光信号中,并实现光电信号的转换。通过使用Hi-Ne激光器作为光源,分光棱镜、高反光镜、以及聚焦透镜实现对激光光束的分光、聚焦,形成测量光斑,最后通过雪崩光电二极管(APD)对多普勒信号进行采集。 信号的采集与处理模块由信号预处理模块、模数( A/D)转换模块和FPGA控制模块组成。通过APD输出的信号先由信号预处理模块进行放大,再经过A/D转换模块转化为数字信号送入到FPGA控制模块。FPGA控制模块采用ALTERA公司的EP4CE15F17C8N作为核心处理单元,将从AJD转换模块得到的信号进行快速傅里叶变换,得到多普勒频率,之后根据多普勒频率与物体运动速度之间的关系求得物体的运动速度。 最后,为了快速准确的得到激光多普勒信号,设计了速度标定实验;同时使用了改进FFT算法的多普勒信号处理系统的实验结果与其他文献结果进行了对比。实验证明本文采用的信号处理方法占用资源少、功耗小和速度快。
激光多普勒测速仪;现场可编程门阵列;信号处理;速度标定;FFT算法
西安理工大学
硕士
检测技术与自动化装置
李琦;宋念龙
2010
中文
TH824;TH709
57
2014-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）