CN104655111B - 一种激光探测器模拟方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及四象限激光探测器和信号模拟提取技术，具体地说是一种激光探测器模拟方法及装置，可被应用为激光探测器模拟等领域。本发明DSP接收上位机发送的数据，根据数据处理波形特征，将到达探测器的激光功率进行0‑5V的线性幅值映射；将目标圆周角和方位角平均分成128份，然后根据预先计算结果形成128X128的二维DAC数值表；将目标的方位信息分别在所述二维DAC数值表中搜索距离输入信息最近的两个点；利用线性插值的方法进行插值，得到与目标位置信息相对应的输出峰值数据；将激光信号的频率作为输出方波信号的频率，根据激光探测器的结电容和放大器输入电阻设计一阶无源低通低通滤波器，方波信号经过该滤波器的响应就是模拟信号发生器器的输出波形。本发明利用信号模拟技术实现了激光探测器模拟信号发生器，对于激光探测器系统而言，提高了其调试和测试效率，降低了其调试和测试的成本。

Description

一种激光探测器模拟方法及装置
技术领域
本发明涉及四象限激光探测器和信号模拟提取技术，具体地说是一种激光探测器模拟方法及装置，可被应用为激光探测器模拟等领域。
背景技术
模拟信号发生技术是仿真技术的一个重要方面。利用该技术研制的模拟信号发生器可以针对被模拟的信号特性，生成与被模拟信号相同的信号，供后续处理系统使用。模拟信号发生器既可以提高处理系统调试、测试的效率，又可以节约调试、测试过程的成本，在信号处理领域得到广泛应用。
半主动激光探测系统可以应用在测距、测速以及目标检测等领域，但是在探测系统的开发过程中，需要对电路、算法等进行调试和测试工作，这就需要激光器、光学系统、转台等设备，还要考虑大气传输等因素，而且操作复杂，给调试和测试工作带来很大困难。针对以上情况，一种激光探测器模拟方法及装置重要意义。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供一种激光探测器模拟方法及装置。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种激光探测器模拟方法，包括以下步骤：
DSP接收上位机发送的数据，根据数据处理波形特征，将到达探测器的激光功率进行0-5V的线性幅值映射；
将目标圆周角和方位角平均分成128份，然后根据预先计算结果形成128X128的二维DAC数值表；
将目标的方位信息分别在所述二维DAC数值表中搜索距离输入信息最近的两个点；
利用线性插值的方法进行插值，得到与目标位置信息相对应的输出峰值数据；
将激光信号的频率作为输出方波信号的频率，根据激光探测器的结电容和放大器输入电阻设计一阶无源低通低通滤波器，方波信号经过该滤波器的响应就是模拟信号发生器器的输出波形。
所述输出波形的峰值和波形信息输出到DAC中，将DAC的输出结果进行放大和电压电流转换得到最后的波形输出。
一种激光探测器模拟装置，包括：
DSP，通过串口与上位机连接，用于接收上位机发送的数据并进行处理；
电源模块，连接所述DSP，用于为所述DSP提供工作电源；
时钟模块，连接所述DSP，用于为所述DSP提供工作时序；
DAC，连接所述DSP的输出端；
放大器，连接所述DAC的输出端；
V-I变换器，连接所述放大器的输出端，输出波形。
所述DSP还连接复位电路，用于在异常状况下对所述DSP复位。
所述DSP还连接调试电路，用于对所述DSP的功能进行调试。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.本发明利用信号模拟技术实现了激光探测器模拟信号发生器，对于激光探测器系统而言，提高了其调试和测试效率，降低了其调试和测试的成本；
2.本发明利用上位机设定激光探测器模拟信号发生器所需要的参数，易于操作，降低了使用难度；
3.本发明利用线性插值技术将目标方位与输出比例进行映射，降低了模拟算法的复杂度。
附图说明
图1上位机参数设置流程图；
图2本发明装置控制流程图；
图3本发明装置硬件原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，上位机程序启动后，判断是否有参数（包括到达激光探测器的激光功率、目标的方位以及激光信号的频率）发生变化，如果有变化将新的参数写入串口发送缓存，如果参数没有改变就判断发送参数按键是否按下，如果有按下，则使用串口发送参数给模拟发生器，如果没有按下，重新查询参数是否变化。
上位机根据需要设定到达激光探测器的激光功率、目标的方位以及激光信号的频率，并将这些信息通过串口发送给激光信号模拟器；
激光探测器模拟信号发生器根据到达探测器的激光功率确定输出信号电压的总峰值，该峰值与到达探测器的激光功率成正比，具体由探测器探测响应度和放大器的放大倍数决定；
激光探测器模拟信号发生器目标在激光探测系统中方位确定各输出信号的比例关系，该比例关系由目标像斑与探测器的交汇面积比例关系决定；
激光探测器模拟信号发生器根据激光信号的频率和激光探测器结电容确定输出信号的频率和波形。
如图2所示，硬件上电初始化以后，判断串口数据是否更新，如果有数据更新则修改输出波形参数，没有就判断脉冲周期是否到来，如果到来就将准备好的数据发送到DAC，如果没有就重新查询串口数据是否更新。
如图3所示，DSP作为硬件装置主控芯片在上电复位后，负责与上位机串口通讯，将串口接收的数据进行处理，根据数据处理波形特征：将到达探测器的激光功率进行0-5V的线性幅值映射；将目标圆周角和方位角平均分成128份，然后根据预先计算结果形成128X128的二维DAC数值表，将目标的方位信息分别在该表中搜索距离输入信息最近的两个点，然后利用线性插值的方法进行插值，得到与目标位置信息相对应的输出峰值数据；根据激光信号的频率作为输出方波信号的频率，根据激光探测器的结电容和放大器输入电阻设计成一阶无源低通低通滤波器，方波信号经过该滤波器的响应就是模拟信号发生器器的输出波形；将输出波形的峰值和波形信息输出到DAC，然后将DAC的输出结果进行放大和电压电流转换得到最后的波形输出。

Claims (2)

1.一种激光探测器模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
DSP接收上位机发送的数据，根据数据处理波形特征，将到达探测器的激光功率进行0-5V的线性幅值映射；
将目标圆周角和方位角平均分成128份，然后根据预先计算结果形成128X128的二维DAC数值表；
将目标的方位信息分别在所述二维DAC数值表中搜索距离输入信息最近的两个点；
利用线性插值的方法进行插值，得到与目标位置信息相对应的输出峰值数据；
将激光信号的频率作为输出方波信号的频率，根据激光探测器的结电容和放大器输入电阻设计一阶无源低通滤波器，方波信号经过该滤波器的响应就是模拟信号发生器的输出波形。
2.根据权利要求1所述的一种激光探测器模拟方法，其特征在于，所述输出波形的峰值和波形信息输出到DAC中，将DAC的输出结果进行放大和电压电流转换得到最后的波形输出。
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