基于FPGA的高性能激光雷达测距系统设计

来源：电子测量技术杂志2021年第20期北京时间：

作者：李欢，余红英

单位：中北大学 电气与控制工程学院 太原 030051

摘要：针对低功耗激光测距雷达量程和精度难以兼顾的问题，设计了一套基于FPGA的高性能激光雷达测距系统。该系统首先利用14阶M序列伪随机码以100MHz频率调制发射激光，并使用双口BRAM乒乓读写实现回波光子累计，还原回波信号。其次通过相关性计算获取测距信息来建立回波概率模型，并利用质心算法提高测距精度。最后搭建了雷达系统原理样机，在空间环境百米测距时，距离误差稳定在±2cm；利用光纤延时法在14.8km等效目标测距时，测距精度优于0.1m。实验结果表明该系统能够在较低激光调制频率时提高测距精度，有效降低了数据处理难度，最终实现远距离高精度的激光雷达测距。

关键词：激光测距; 伪随机码调制; 光子累计; 质心算法; FPGA