李丽 孙西花 孔明

摘 要 在脉冲式激光测距系统中，系统对回波信号的采集受噪声信号的影响，使得有用信号淹没在噪声信号中，引入测量误差。针对该问题本文高速采集系统对回波信号采用双FPGA进行2G的高速采样，并引进多脉冲相关叠加的方法，使得有用信号得到增强，噪声信号被相对削弱;并对叠加之后的信号进行卡尔曼滤波，将无用的高频噪声信号滤掉，使得后端数据处理更加精确，进而提高激光测距系统的测量精度和测量距离。在本文中采用两片FPGA，一片为主芯片，一片为从芯片，进行协调工作，实现高速AD采集，并进行相应的数据处理，使得系统达到高精度、远距离的测距效果。

关键词 高速采集系统;多脉冲相关叠加;卡尔曼滤波;激光测距

1系统结构图

该系统主要包括三个模块：激光发射单元、激光接受单元以及逻辑控制与信息处理单元。中逻辑控制与信息处理单元分为主FPGA、从FPGA、DSP信息处理单元，主FPGA与从FPGA之间进行相互通信，同时各自分别实现1G的采样速率，并分别做多脉冲互相关叠加运算，将运算结果存储在公共的DDR中，实现2G的采样速率。DSP再对共用DDR中的数据进行卡尔曼滤波[1]，使波形更加趋于理想化，进而进行阀值检测得到运算结果。

2多脉冲相关累加算法

在脉冲激光测距系统中，由于有用信号的相关性极强，而噪声信号不存在相关性，将多个回波信号按照相关性进行相关性叠加，可以大大提高叠加之后信号的信噪比，进而提升系统的抗干扰能力。……