The invention provides a TDC laser ranging method based on FPGA, by FPGA and TDC together; among them, TDC is used to signal the start and stop signal calculation between the time difference; FPGA is used to provide the pulse signal, and the TDC time difference into the distance information; pulse signal is used to drive the laser transmitter as well as the TDC signal to trigger time difference measurement; the TDC TDC-GP2. The invention improves measurement accuracy, enhances data stability, and obtains distance information in real time.
【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的TDC激光测距方法
本专利技术属于激光或红外等脉冲测距
,具体涉及一种基于FPGA的TDC激光测距方法,可应用于激光雷达汽车智能防撞、遥感成像等方面。
技术介绍
激光测距系统是通过测量激光从发射到返回之间的时间来计算距离的。在如图1所示的脉冲式激光测距测距中,时差测量成为了一个影响整个测量精度最关键的因素。一般完成时差测量有两种基本途径:一是利用可编程门阵列,例如FPGA或CPLD,自己编程开发,二是使用商品化的通用TDC芯片。利用可编程门阵列自己编程时差测量的优势是:能够在单个芯片上同时完成时间测量、控制与读出逻辑以及测量结果的后续处理,具有较高的性价比,但存在难以克服供电电压和环境温度波动的影响、难以保持多通道测量工作一致性以及测量精度低的缺点。与之相比,通用TDC芯片可以较好地解决上述缺点。TDC芯片具有较高的测量精度,例如要测量1公里的距离,分辨率要求1cm,则时间间隔测量的分辨率则要求高达67ps,其中时间数字转换芯片TDC单次测量分辨率为65ps。另外,TDC芯片功耗低,集成度高,测量灵活性高,功能完善、使用者不需要了解TDC芯片的内部实现细节即可实现时差测量。但是,利用通用TDC芯片实现时差测量又也存控制接口复杂,需要配合单片机或FPGA逻辑才能实现芯片的配置和测量结果的读出等缺点。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于FPGA的TDC激光测距方法,提高了测量精度,增强了数据稳定性并能实时得到距离信息。为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种基于FPGA的TDC激光测距方法,由FPGA和TDC共同完成;其中,TDC用于计算 ...
【技术保护点】
一种基于FPGA的TDC激光测距方法,其特征在于,由FPGA和TDC共同完成;其中,TDC用于计算开始信号与截止信号之间的时间差;FPGA用于提供脉冲信号,并将TDC时间差转换为距离信息;脉冲信号用于驱动激光发射器以及作为触发TDC进行时间差测量的开始信号;所述TDC为TDC‑GP2。
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的TDC激光测距方法,其特征在于,由FPGA和TDC共同完成;其中,TDC用于计算开始信号与截止信号之间的时间差;FPGA用于提供脉冲信号,并将TDC时间差转换为距离信息;脉冲信号用于驱动激光发射器以及作为触发TDC进行时间差测量的开始信号;所述TDC为TDC-GP2。2.如权利要求1所述基于FPGA的TDC激光测距方法,其特征在于,通过FPGA对TDC进行配置以及控制TDC进行时间差测量。3.如权利要求2所述基于FPGA的TDC激光测距方法,其特征在于,所述脉冲信号在驱动激光发射器发射激光的同时触发TDC;光电探测器一旦接收到反射脉冲,FGPA就将截止信号输入给TDC的STOP通道。4.如权利要求2所述基于FPGA的TDC激光测距方法,其特征在于,目标回波信号先进入FPGA,FPGA将回波信号转换为数字信号后送给TDC。5.如权利要求2所述基于FPGA的TDC激光测距方法,其特征在于,TDC的管脚电压Vio与电源电压Vcc均采用FPGA的内部电压供电,且Vio>Vcc-0.5V。6.如权利要求2所述基于FPGA的TDC激光测距方法,其特征在于,FPGA采用三段式状态机控制其SSN信号的拉低、拉高以及读和写操作;所述三段式状态机共有五个状态,分别为:IDLE、READ_SSN、WRITE_SSN、READ_DATA及WRITE_DATA;空闲时,状态机处于IDLE状态,当需要往TDC写数据时,先从IDLE状态跳转到WRITE_SSN状态,将SSN信号拉低;之后立即跳转到WRITE_DATA状态,将八位数据写到串行外设接口SPI的发送寄存器,通过发送寄存器移位转化成串行输出,利用MOSI信号线将数据发送给TDC;数据发送完成后重新跳转到WRITE_SSN状态,拉高SSN信号。7.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员:顾国华,唐彦琴,周玉蛟,杨成章,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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