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基于自动驾驶的激光雷达测距技术研究
| 论文题名： | 基于自动驾驶的激光雷达测距技术研究 |
| 关键词： | 自动驾驶;激光雷达测距;测试系统;架构设计 |
| 摘要： | 自动驾驶技术方兴未艾。传感器作为无人车的眼睛不可或缺，其中激光雷达因其可以得到目标的三维信息、抗干扰能力强、分辨率高等优点，在自动驾驶技术的研究中占据了重要的地位。激光雷达测距是指通过发射激光和接收反射激光获得激光在空间中传播的时间进而计算出目标距离的一种技术。 激光测距中测距精度是该技术的关键点。此外，远距离、低成本、小型化、抗干扰等也是该技术发展的目标，然而目前并没有一款能同时具备这些优点的产品，本课题致力于研究具有以上优点的自动驾驶场景下的激光雷达测距技术。 本论文首先介绍各种类型的激光雷达包括机械式、混合式、固态式激光雷达，以及主流的车载激光测距技术。着重分析对比了脉冲式和相位式激光测距技术的优劣。并结合激光在大气中的传输理论和激光雷达测距原理设计了一种结构简单、成本低廉的测距方案，通过发射频率为20MHz，重复频率为1MHz的周期性正弦信号，并采用全相位FFT方法实现厘米级别的激光测距精度。 通过研究激光发射模块、回波信号接收模块和数据处理模块中的关键技术设计精度测试系统来验证本课题方案的测距精度。使用Quartus II软件设计DDS信号发生器程序控制DA芯片产生调制信号。在接收端设计放大电路对光电转换后的回波信号进行I/V转换，并使用Pspice软件进行瞬态分析。分析设计脉冲转换电路，可将回波信号转换成适用于测时芯片的脉冲信号。在Quartus II中开发了对信号进行模数转换的AD采样控制程序控制AD芯片采样，并利用FFT的IP核设计全相位FFT鉴相程序，设计Cordic程序计算相位。 最后通过搭建的测试系统进行2.5m以内的近距离测距实验。测试精度达到4.8cm，基本满足方案的设计要求，最后分析了实验结果存在的问题和可以优化的方向。 |
| 作者： | 王俊 |
| 专业： | 光学工程 |
| 导师： | 廖进昆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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