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申请/专利权人：成都量芯集成科技有限公司

摘要：本发明公开了一种基于FPGA的脉冲激光雷达装置，涉及激光测距技术领域，该装置包括FPGA芯片，FPGA芯片内部署有激光发射器和激光收发模块，激光收发模块连接有光学镜头与APD模块，光学镜头与APD模块连接有光收发一体芯片，光收发一体芯片与FPGA芯片连接，光收发一体芯片还连接有反射信号优化电路。本发明减少了由于噪声影响的误差，更精确定位了反射信号，从而使获得的飞行时间更加精确；使用FPGA芯片进行控制和处理，大大简化系统结构，减小系统体积，而且降低了制造成本，并提升测量效率。

主权项：1.一种基于FPGA的脉冲激光雷达装置，其特征在于，包括FPGA芯片，FPGA芯片内部署有激光发射器和激光收发模块，激光收发模块连接有光学镜头与APD模块，光学镜头与APD模块连接有光收发一体芯片，光收发一体芯片与FPGA芯片连接，光收发一体芯片还连接有反射信号优化电路；FPGA芯片按照预设的发射频率控制激光发射器发射多组脉冲激光，每组脉冲激光经待测物体反射后形成一组反射脉冲信号，每组反射脉冲信号包含真实反射脉冲信号和假反射脉冲信号，反射脉冲信号经激光收发模块、光学镜头与APD模块接收后在光收发一体芯片中转化为电信号，反射信号优化电路对电信号进行放大和除噪再输出放大信号；FPGA芯片根据发射频率对多组脉冲激光对应的多组放大信号进行分组采集形成直方图，根据直方图得到真实反射脉冲信号并获得飞行时间的粗略计数，再基于粗略计数在FPGA芯片的进位链获取精细计数，最后根据粗略计数和精细计数得到激光发射到反射之间的飞行时间；配置FPGA芯片中的脉冲激光发射时钟与处理时钟，脉冲激光发射时钟的频率对应脉冲激光发射时的发射频率，处理时钟的频率对应分组采集时采集速度的频率；对于一次发射频率时间范围内N组脉冲激光对应的N组放大信号，每组放大信号中包含真实反射脉冲信号和假反射脉冲信号对应的待采样信号；在处理时钟的每个频率设定一个权值储存地址计数器；对于第一组放大信号，当处理时钟一个频率采集到待采样信号，对应权值储存地址计数器计数一次，判断为连续并生成数据为1，当处理时钟一个频率未采集到待采样信号，对应权值储存地址计数器不计数，判断为非连续并生成数据为0，将生成的所有数据汇总为数据1并使用存储器进行存储；对于第二组放大信号，当处理时钟一个频率采集到待采样信号，且对应权值储存地址计数器在第一组放大信号和第二组放大信号均计数一次，判断为连续并生成数据为1，反之则判断为非连续并生成数据为0，将生成的所有数据汇总为数据2，将数据1更新为数据2并使用存储器进行存储；对于第三组放大信号，当处理时钟一个频率采集到待采样信号，且对应权值储存地址计数器在第一组放大信号、第二组放大信号和第三组放大信号均计数一次，判断为连续并生成数据为1，反之则判断为非连续并生成数据为0，将生成的所有数据汇总为数据3，将数据2更新为数据3并使用存储器进行存储；同理，对于第N组放大信号，当处理时钟一个频率采集到待采样信号，且对应权值储存地址计数器在第一组放大信号至第N组放大信号均计数一次，判断为连续并生成数据为1，反之则判断为非连续并生成数据为0，将生成的所有数据汇总为数据N，将第N-1组放大信号生成的数据N-1更新为数据N并使用存储器进行存储，基于数据N得到第三直方图；第三直方图中数据为1对应的待采样信号为真实反射脉冲信号，数据不为1对应的待采样信号为假反射脉冲信号，假反射脉冲信号即为噪声信号；使用相位偏移增大处理时钟的频率。

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