基于CPLD的高精度激光測(cè)長(zhǎng)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告

基于CPLD的高精度激光測(cè)長(zhǎng)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的廣泛推廣，激光測(cè)量已經(jīng)成為各個(gè)領(lǐng)域的重要手段之一，其在高精度測(cè)量、三維成像、光通訊等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。在激光測(cè)量中，激光測(cè)長(zhǎng)儀是一種非常重要的測(cè)量工具，可以用于求解物體尺寸、位置、形狀等信息，廣泛應(yīng)用于制造、航空航天、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上的激光測(cè)長(zhǎng)儀大多采用的是單片微處理器或單片DSP芯片作為核心控制芯片，其具有調(diào)試簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但需要實(shí)現(xiàn)的功能有限且精度不高，不適合一些高端應(yīng)用場(chǎng)合。因此，采用CPLD芯片來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)高精度激光測(cè)長(zhǎng)儀，可以在保證測(cè)量精度和應(yīng)用效果的同時(shí)，提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。二、選題內(nèi)容本課題以CPLD芯片為核心，采用時(shí)分復(fù)用的測(cè)量方法，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種高精度的激光測(cè)長(zhǎng)儀。通過(guò)激光發(fā)射器產(chǎn)生激光脈沖，經(jīng)過(guò)光電探頭反射后，由CPLD芯片對(duì)其中加工獲得的幅值信號(hào)進(jìn)行處理，可以求得經(jīng)過(guò)物體的時(shí)間差，從而得到物體距離的信息。具體包括以下內(nèi)容：1、激光發(fā)射器：利用激光點(diǎn)陣發(fā)射的方式產(chǎn)生激光脈沖，確保激光脈沖具有高頻率和短脈沖寬度，從而保證測(cè)量精度。2、光電探頭：用于接收反射的激光脈沖，將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，送入CPLD芯片進(jìn)行處理。3、時(shí)分復(fù)用測(cè)量方式：采用時(shí)分多路復(fù)用方法，將不同激光脈沖的幅值信號(hào)交替輸入CPLD芯片，實(shí)現(xiàn)多通道測(cè)量，從而提高測(cè)量的速度和精度。4、CPLD控制：利用CPLD芯片控制激光發(fā)射器和光電探頭之間的時(shí)間差，從而計(jì)算出物體的距離信息；同時(shí)，采用二分法和微調(diào)法來(lái)提高測(cè)量的精度。三、研究目的和意義本課題以CPLD芯片為核心，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種高精度的激光測(cè)長(zhǎng)儀，具有以下幾個(gè)方面的研究目的和意義：1、擴(kuò)展激光測(cè)量的應(yīng)用領(lǐng)域：利用CPLD芯片控制高精度的激光測(cè)長(zhǎng)儀，可以在制造、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用。2、提高測(cè)量精度和速度：利用時(shí)分復(fù)用測(cè)量方法，同時(shí)采用二分法和微調(diào)法，可以提高測(cè)量精度和速度，特別適用于一些對(duì)測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合。3、促進(jìn)FPGA技術(shù)的發(fā)展和推廣：采用CPLD芯片實(shí)現(xiàn)高精度的激光測(cè)長(zhǎng)儀，可以推廣FPGA技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)FPGA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。四、預(yù)期成果和進(jìn)度安排本課題實(shí)現(xiàn)一種基于CPLD芯片的高精度激光測(cè)長(zhǎng)儀，并進(jìn)行相關(guān)的性能測(cè)試，預(yù)期可以獲得以下成果：1、高精度的激光測(cè)長(zhǎng)儀設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。2、性能測(cè)試報(bào)告，包括測(cè)量精度、測(cè)量速度等方面的測(cè)試結(jié)果。進(jìn)度安排如下：第一階段（1-2周）：激光發(fā)射器和光電探頭的設(shè)計(jì)和調(diào)試。第二階段（3-4周）：時(shí)分復(fù)用測(cè)量方法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，利用CPLD芯片對(duì)幅值信號(hào)進(jìn)行處理。第三階段（5-6周）：利用二分法和微調(diào)法提高測(cè)量精度。第四階段（7-8周）：整體系統(tǒng)的調(diào)試和性能測(cè)試。第五階段（9-10周）：論文撰寫(xiě)和匯報(bào)準(zhǔn)備。五、參考文獻(xiàn)1、[1]徐彬,龔亮,張道保.基于FPGA和CPLD組合編程的高精度激光測(cè)距系統(tǒng)[J].信息技術(shù),2018(08):98-101.2、[2]劉技秋,李沛,李建中.基于CPLD的高精度激光測(cè)距儀的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2015,11(06):33-35.3、[3]謝賢,孟慶豐.基于FPGA的超高精度激光測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程,2010,36(20