基于FPGA的六路無串?dāng)_超聲測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、針對(duì)目前用于移動(dòng)機(jī)器人的超聲測(cè)距系統(tǒng)存在測(cè)距精度較低、多個(gè)換能器之間相互干擾(即串?dāng)_)等問題,本文給出了一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的六路無串?dāng)_超聲測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施方案。
　　本測(cè)距系統(tǒng)采用了脈沖壓縮技術(shù),它不僅可以有效地識(shí)別回波,還可以準(zhǔn)確地捕獲超聲傳播的渡越時(shí)間,進(jìn)而得到較高精度的距離信息。其設(shè)計(jì)方案為:在超聲發(fā)射端,采用偽隨機(jī)編碼與調(diào)制技術(shù)相結(jié)合的方法構(gòu)造激勵(lì)序列。其中，Gold編碼方式與二值頻移鍵控調(diào)制技術(shù)的組

2、合具有最優(yōu)的相關(guān)特性和能量特性,因而被本測(cè)距系統(tǒng)選用。在接收端,回波通過相關(guān)器實(shí)現(xiàn)匹配濾波,并由相關(guān)結(jié)果的峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻求得渡越時(shí)間。由于普通相關(guān)算法運(yùn)算復(fù)雜,相關(guān)器的實(shí)現(xiàn)需要占用大量的硬件資源且難以保證實(shí)時(shí)性,本測(cè)距系統(tǒng)采用精簡(jiǎn)的過零極化相關(guān)算法,易于相關(guān)器在FPGA中的實(shí)現(xiàn)。
　　在實(shí)施的過程中,首先搭建了六路超聲測(cè)距系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。它以FPGA為控制核心,外圍設(shè)有六路超聲收發(fā)一體及信號(hào)調(diào)理電路?；谠撈脚_(tái),在上述脈沖壓縮方