一種激光探測器模擬方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及四象限激光探測器和信號模擬提取技術(shù)，具體地說是一種激光探測器模擬方法及裝置，可被應(yīng)用為激光探測器模擬等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]模擬信號發(fā)生技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方面。利用該技術(shù)研制的模擬信號發(fā)生器可以針對被模擬的信號特性，生成與被模擬信號相同的信號，供后續(xù)處理系統(tǒng)使用。模擬信號發(fā)生器既可以提高處理系統(tǒng)調(diào)試、測試的效率，又可以節(jié)約調(diào)試、測試過程的成本，在信號處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]半主動激光探測系統(tǒng)可以應(yīng)用在測距、測速以及目標(biāo)檢測等領(lǐng)域，但是在探測系統(tǒng)的開發(fā)過程中，需要對電路、算法等進(jìn)行調(diào)試和測試工作，這就需要激光器、光學(xué)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺等設(shè)備，還要考慮大氣傳輸?shù)纫蛩?，而且操作?fù)雜，給調(diào)試和測試工作帶來很大困難。針對以上情況，一種激光探測器模擬方法及裝置重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明提供一種激光探測器模擬方法及裝置。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種激光探測器模擬方法，包括以下步驟:
[0006]DSP接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理波形特征，將到達(dá)探測器的激光功率進(jìn)行0-5V的線性幅值映射；
[0007]將目標(biāo)圓周角和方位角平均分成128份，然后根據(jù)預(yù)先計(jì)算結(jié)果形成128X128的二維DAC數(shù)值表；
[0008]將目標(biāo)的方位信息分別在所述二維DAC數(shù)值表中搜索距離輸入信息最近的兩個(gè)占.
[0009]利用線性插值的方法進(jìn)行插值，得到與目標(biāo)位置信息相對應(yīng)的輸出峰值數(shù)據(jù)；
[0010]將激光信號的頻率作為輸出方波信號的頻率，根據(jù)激光探測器的結(jié)電容和放大器輸入電阻設(shè)計(jì)一階無源低通低通濾波器，方波信號經(jīng)過該濾波器的響應(yīng)就是模擬信號發(fā)生器器的輸出波形。
[0011]所述輸出波形的峰值和波形信息輸出到DAC中，將DAC的輸出結(jié)果進(jìn)行放大和電壓電流轉(zhuǎn)換得到最后的波形輸出。
[0012]一種激光探測器模擬裝置，包括:
[0013]DSP，通過串口與上位機(jī)連接，用于接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理；
[0014]電源模塊，連接所述DSP，用于為所述DSP提供工作電源；
[0015]時(shí)鐘模塊，連接所述DSP，用于為所述DSP提供工作時(shí)序；
[0016]DAC，連接所述DSP的輸出端；
[0017]放大器，連接所述DAC的輸出端；
[0018]V-1變換器，連接所述放大器的輸出端，輸出波形。
[0019]所述DSP還連接復(fù)位電路，用于在異常狀況下對所述DSP復(fù)位。
[0020]所述DSP還連接調(diào)試電路，用于對所述DSP的功能進(jìn)行調(diào)試。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0022]1.本發(fā)明利用信號模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了激光探測器模擬信號發(fā)生器，對于激光探測器系統(tǒng)而言，提高了其調(diào)試和測試效率，降低了其調(diào)試和測試的成本；
[0023]2.本發(fā)明利用上位機(jī)設(shè)定激光探測器模擬信號發(fā)生器所需要的參數(shù)，易于操作，降低了使用難度；
[0024]3.本發(fā)明利用線性插值技術(shù)將目標(biāo)方位與輸出比例進(jìn)行映射，降低了模擬算法的復(fù)雜度。
【附圖說明】
[0025]圖1上位機(jī)參數(shù)設(shè)置流程圖；
[0026]圖2本發(fā)明裝置控制流程圖；
[0027]圖3本發(fā)明裝置硬件原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029]如圖1所示，上位機(jī)程序啟動后，判斷是否有參數(shù)(包括到達(dá)激光探測器的激光功率、目標(biāo)的方位以及激光信號的頻率)發(fā)生變化，如果有變化將新的參數(shù)寫入串口發(fā)送緩存，如果參數(shù)沒有改變就判斷發(fā)送參數(shù)按鍵是否按下，如果有按下，則使用串口發(fā)送參數(shù)給模擬發(fā)生器，如果沒有按下，重新查詢參數(shù)是否變化。
[0030]上位機(jī)根據(jù)需要設(shè)定到達(dá)激光探測器的激光功率、目標(biāo)的方位以及激光信號的頻率，并將這些信息通過串口發(fā)送給激光信號模擬器；
[0031]激光探測器模擬信號發(fā)生器根據(jù)到達(dá)探測器的激光功率確定輸出信號電壓的總峰值，該峰值與到達(dá)探測器的激光功率成正比，具體由探測器探測響應(yīng)度和放大器的放大倍數(shù)決定；
[0032]激光探測器模擬信號發(fā)生器目標(biāo)在激光探測系統(tǒng)中方位確定各輸出信號的比例關(guān)系，該比例關(guān)系由目標(biāo)像斑與探測器的交匯面積比例關(guān)系決定；
[0033]激光探測器模擬信號發(fā)生器根據(jù)激光信號的頻率和激光探測器結(jié)電容確定輸出信號的頻率和波形。
[0034]如圖2所示，硬件上電初始化以后，判斷串口數(shù)據(jù)是否更新，如果有數(shù)據(jù)更新則修改輸出波形參數(shù)，沒有就判斷脈沖周期是否到來，如果到來就將準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)發(fā)送到DAC，如果沒有就重新查詢串口數(shù)據(jù)是否更新。
[0035]如圖3所示，DSP作為硬件裝置主控芯片在上電復(fù)位后，負(fù)責(zé)與上位機(jī)串口通訊，將串口接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)數(shù)據(jù)處理波形特征:將到達(dá)探測器的激光功率進(jìn)行0-5V的線性幅值映射；將目標(biāo)圓周角和方位角平均分成128份，然后根據(jù)預(yù)先計(jì)算結(jié)果形成128X128的二維DAC數(shù)值表，將目標(biāo)的方位信息分別在該表中搜索距離輸入信息最近的兩個(gè)點(diǎn)，然后利用線性插值的方法進(jìn)行插值，得到與目標(biāo)位置信息相對應(yīng)的輸出峰值數(shù)據(jù)；根據(jù)激光信號的頻率作為輸出方波信號的頻率，根據(jù)激光探測器的結(jié)電容和放大器輸入電阻設(shè)計(jì)成一階無源低通低通濾波器，方波信號經(jīng)過該濾波器的響應(yīng)就是模擬信號發(fā)生器器的輸出波形；將輸出波形的峰值和波形信息輸出到DAC，然后將DAC的輸出結(jié)果進(jìn)行放大和電壓電流轉(zhuǎn)換得到最后的波形輸出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光探測器模擬方法，其特征在于，包括以下步驟: DSP接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理波形特征，將到達(dá)探測器的激光功率進(jìn)行0-5V的線性幅值映射； 將目標(biāo)圓周角和方位角平均分成128份，然后根據(jù)預(yù)先計(jì)算結(jié)果形成128X128的二維DAC數(shù)值表； 將目標(biāo)的方位信息分別在所述二維DAC數(shù)值表中搜索距離輸入信息最近的兩個(gè)點(diǎn)； 利用線性插值的方法進(jìn)行插值，得到與目標(biāo)位置信息相對應(yīng)的輸出峰值數(shù)據(jù)； 將激光信號的頻率作為輸出方波信號的頻率，根據(jù)激光探測器的結(jié)電容和放大器輸入電阻設(shè)計(jì)一階無源低通低通濾波器，方波信號經(jīng)過該濾波器的響應(yīng)就是模擬信號發(fā)生器器的輸出波形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光探測器模擬方法，其特征在于，所述輸出波形的峰值和波形信息輸出到DAC中，將DAC的輸出結(jié)果進(jìn)行放大和電壓電流轉(zhuǎn)換得到最后的波形輸出。
3.一種激光探測器模擬裝置，其特征在于，包括: DSP，通過串口與上位機(jī)連接，用于接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理； 電源模塊，連接所述DSP，用于為所述DSP提供工作電源； 時(shí)鐘模塊，連接所述DSP，用于為所述DSP提供工作時(shí)序； DAC，連接所述DSP的輸出端； 放大器，連接所述DAC的輸出端； V-1變換器，連接所述放大器的輸出端，輸出波形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光探測器模擬裝置，其特征在于，所述DSP還連接復(fù)位電路，用于在異常狀況下對所述DSP復(fù)位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光探測器模擬方法及裝置，其特征在于，所述DSP還連接調(diào)試電路，用于對所述DSP的功能進(jìn)行調(diào)試。
【專利摘要】本發(fā)明涉及四象限激光探測器和信號模擬提取技術(shù)，具體地說是一種激光探測器模擬方法及裝置，可被應(yīng)用為激光探測器模擬等領(lǐng)域。本發(fā)明DSP接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理波形特征，將到達(dá)探測器的激光功率進(jìn)行0-5V的線性幅值映射；將目標(biāo)圓周角和方位角平均分成128份，然后根據(jù)預(yù)先計(jì)算結(jié)果形成128X128的二維DAC數(shù)值表；將目標(biāo)的方位信息分別在所述二維DAC數(shù)值表中搜索距離輸入信息最近的兩個(gè)點(diǎn)；利用線性插值的方法進(jìn)行插值，得到與目標(biāo)位置信息相對應(yīng)的輸出峰值數(shù)據(jù)；將激光信號的頻率作為輸出方波信號的頻率，根據(jù)激光探測器的結(jié)電容和放大器輸入電阻設(shè)計(jì)一階無源低通低通濾波器，方波信號經(jīng)過該濾波器的響應(yīng)就是模擬信號發(fā)生器器的輸出波形。本發(fā)明利用信號模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了激光探測器模擬信號發(fā)生器，對于激光探測器系統(tǒng)而言，提高了其調(diào)試和測試效率，降低了其調(diào)試和測試的成本。
【IPC分類】G01V8-10, G01C15-00
【公開號】CN104655111
【申請?zhí)枴緾N201310604477
【發(fā)明人】王恩德, 張心宇, 趙剛, 侯續(xù)奎, 尹虎承
【申請人】中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月25日