LDSP 信號(hào)處理器是杭州泓源數(shù)字科技有限公司研發(fā)的專為激光雷達(dá)研發(fā)的高性能、高集成、低功耗數(shù)字信號(hào)處理器。該信號(hào)處理器采用高速高精度 ADC、大規(guī)模 FPGA及高速 DSP等處理芯片,處理功能強(qiáng)大、速度高、功耗低、距離分辨率高,具有多種存儲(chǔ)器接口,可選外掛大容量存儲(chǔ)設(shè)備。
LDSP 信號(hào)處理器可完成運(yùn)算量極大的回波信號(hào)的各種時(shí)域/頻域處理,最大可以滿足500M 實(shí)時(shí)采樣信號(hào)的實(shí)時(shí)處理,以及數(shù)據(jù)通信、故障檢測等。硬件配置采用模塊化可定制方式,滿足高性能算法的運(yùn)算量需求并留有適當(dāng)余量,將來也可升級(jí)更為復(fù)雜的算法。與終以太網(wǎng)可選外設(shè)存儲(chǔ)接口端的通信為以太網(wǎng)協(xié)議,傳輸介質(zhì)既可以是標(biāo)配的 RJ45 雙絞線,也可以根據(jù)用戶要求升級(jí)為傳輸距離可達(dá) 20Km 的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議單模光纖,使系統(tǒng)的放置更加靈活和可靠,其可支持采用筆記本電腦,臺(tái)式機(jī),服務(wù)器等作為終端,同時(shí)可支持無終端處理遠(yuǎn)程結(jié)果傳送。
LDSP信號(hào)處理器既能用于高性能遠(yuǎn)距離大型激光固定站系統(tǒng),還可以應(yīng)用于車載、機(jī)載以及風(fēng)電倉機(jī)等高集成小體積應(yīng)用。LDSP在典型激光雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用中的接口如下圖:
主要技術(shù)指標(biāo):
中頻頻率: ? ? ? ? ? ? ? ?80MHz±50MHz
輸入最大功率: ? ? ? ? ≤10dBm(50Ω)
支持脈寬: ? ? ? ? ? ? ? ?0.08-100us
支持帶寬: ? ? ? ? ? ? ? ?100MHz(1.55um 波長,75 米測速)
觸發(fā)輸出: ? ? ? ? ? ? ? ?1K-20K 可選,步進(jìn) 0.08us,,終端可設(shè)
BITE 信號(hào): ? ? ? ? ? ? ? 信號(hào)處理器運(yùn)行狀態(tài)、自檢結(jié)果
結(jié)構(gòu): ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?獨(dú)立模塊
供電: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?5-12V,總功耗≤5.5W,無需主動(dòng)散熱
時(shí)序輸出: ? ? ? ? ? ? ? ?3 路以上可設(shè)置 RS422 差分或者 TTL 單端輸出
前端控制接口: ? ? ? ? 2 路 SPI 或 232,或 GPO 輸出,可實(shí)現(xiàn)波控或方位俯仰輸入
接口: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?100M 以太網(wǎng),RJ45
可靠性: ? ? ? ? ? ? ? ? ? MTBF≥20000h,MTTR≤0.5h
工作環(huán)境: ? ? ? ? ? ? ? ?-40℃~+65℃
MTBF: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?≥16000h
MTTR: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ≤0.5h(更換模塊)
體積: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ≤18CM×≤10CM×≤2.5CM
處理最大庫數(shù): ? ? ? ?250
FFT 點(diǎn)數(shù)支持: ? ? ? ?128,256,512
支持最大庫數(shù): ? ? ? ?254@128,126@256,62@512
處理最大高度: ? ? ? ?9500 米
重頻: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 10-20K
輸出結(jié)果: ? ? ? ? ? ? ? 32 位浮點(diǎn)功率譜
主要性能指標(biāo)(測風(fēng)場景):
大風(fēng)速測量范圍: ? ? ? ?-50~50m/s
測量風(fēng)速精度: ? ? ? ? ? ≤ 0.1m/s
風(fēng)速分辨率: ? ? ? ? ? ? ?≤ 0.01m/s
風(fēng)向精度: ? ? ? ? ? ? ? ? ≤ 1°
風(fēng)向分辨率: ? ? ? ? ? ? ?≤ 0.5°
測量距離: ? ? ? ? ? ? ? ? ≥ 600m
高度分辨率: ? ? ? ? ? ? ?≤ 10m
主要技術(shù)特點(diǎn):
硬件技術(shù)特點(diǎn)
超高集成
整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)體積 L≤18CM×W≤10CM×H≤2.5CM 的單一模塊中,完成所有的信號(hào)處理和通信。
超低噪聲
采用高速高精度 AD,硬件設(shè)計(jì)通過電磁優(yōu)化,從而保證系統(tǒng)的靈敏度和理論值相當(dāng),靈敏度在同類產(chǎn)品中遙遙領(lǐng)先。
超低功耗
超低功耗設(shè)計(jì),并對(duì)算法,硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深度優(yōu)化,系統(tǒng)的總功耗達(dá)到小于 5.5W的超低水平為業(yè)界最低,外盒可采用被動(dòng)散熱,穩(wěn)定工作在-50 度到+65 度的寬溫區(qū)間。
高性能
最大處理高度可達(dá) 9500 米,最小庫長最小可達(dá) 1.2 米,最大庫數(shù)可支持 250 個(gè)。
大動(dòng)態(tài)
系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍可達(dá) 100dB 以上,可以滿足劇烈變化目標(biāo)所需的大動(dòng)態(tài)要求。
高可靠
采用高集成高可靠設(shè)計(jì),系統(tǒng)可以滿足 24 小時(shí)無人值守的可靠性要求。
完備的硬件接口
具有網(wǎng)絡(luò),多種串行接口和存儲(chǔ)器等接口,可以和多種前端和外設(shè)相接。
軟件技術(shù)特點(diǎn)
接口簡潔
API 函數(shù)功能強(qiáng)大但是接口非常簡單,終端開發(fā)者僅需簡單調(diào)用即可實(shí)現(xiàn)所需的復(fù)雜功能。
集成硬件接口驅(qū)動(dòng)
所有涉及硬件相關(guān)的同步,控制和通信由 WLP1LIB 提供的 API 函數(shù)底層驅(qū)動(dòng)函數(shù)實(shí)現(xiàn),終端僅需調(diào)用幾個(gè)簡單高效的 API 函數(shù)就可以完成所有 LDSP1 的控制和通信功能,從而可關(guān)注顯示和后處理。
完備的通信支持
WLP1LIB 通過百兆以太網(wǎng)(電口)與 LDSP1 進(jìn)行通信,為全雙工通信,內(nèi)容包括回波數(shù)據(jù)和系統(tǒng)工作的實(shí)時(shí)狀態(tài)。LDSP1 向終端傳送系統(tǒng)狀態(tài)或處理結(jié)果,而終端則向 LDSP1 傳送控制命令和參數(shù)。
超分辨算法
采用我們 10 多年對(duì)各種雷達(dá)回波譜的研究所取得的成果,算法性能為全球最優(yōu),其在低信噪比條件下仍能獲得高精度估計(jì),估計(jì)的結(jié)果比傳統(tǒng)或者主流算法精度提供30-50 倍。
智能雜波抑制
采用先進(jìn)的雜波抑制算法,能夠有效的抑制地雜波,有源干擾信號(hào)等。
智能噪聲校正
通過我們獨(dú)特的自適應(yīng)噪聲識(shí)別和處理算法,能夠?qū)Π自肼暎痪鶆蛟肼?,噪聲底不平等不同噪聲進(jìn)行良好的抑制和校正處理。從而可大幅度降低甚至消除前端電光器件的非理想因素帶來的對(duì)估計(jì)性能的嚴(yán)重影響,降低對(duì)前端器件和設(shè)計(jì)的要求,從而大幅度降低雷達(dá)的整體調(diào)測試難度,增加成品率。
先進(jìn)的質(zhì)量控制
采用先進(jìn)的門限識(shí)別算法,能夠很好的去除噪聲干擾,通過各種相關(guān)性處理算法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的回波,風(fēng)場信息。
高效率
處理部分代碼針對(duì)平臺(tái)進(jìn)行硬件優(yōu)化,能夠以最高的效率完成所需的運(yùn)算,在處理效率上達(dá)到最優(yōu)。
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評(píng)論
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