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(cè)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(lái)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(wú)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(cāng)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)：

　　AD 采樣率：500M，內(nèi)時(shí)鐘

　　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(zhǎng)，75 米測(cè)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(wú)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(kù)數(shù)： ? ? ? ?250

　　FFT 點(diǎn)數(shù)支持： ? ? ? ?128，256，512

　　支持最大庫(kù)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(cè)風(fēng)場(chǎng)景）：

　　大風(fēng)速測(cè)量范圍： ? ? ? ?-50~50m/s

　　測(cè)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(cè)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(guò)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(kù)長(zhǎng)最小可達(dá) 1.2 米，最大庫(kù)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(wú)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(jiǎn)潔

　　API 函數(shù)功能強(qiáng)大但是接口非常簡(jiǎn)單，終端開(kāi)發(fā)者僅需簡(jiǎn)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(jiǎn)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(guò)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(guò)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?，不均勻噪聲，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(lái)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(cè)試難度，增加成品率。

　　先進(jìn)的質(zhì)量控制

　　采用先進(jìn)的門(mén)限識(shí)別算法，能夠很好的去除噪聲干擾，通過(guò)各種相關(guān)性處理算法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的回波，風(fēng)場(chǎng)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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