基于包络拟合法的FPGA超声测距系统设计

基于包络拟合法的FPGA超声测距系统设计
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基于包络拟合法的FPGA超声测距系统设计
张祥，杨飞鹏，黄宝莹，黄启俊，常 胜

（武汉大学 物理科学与技术学院 电子科学与技术系，湖北 武汉 430072）

摘 要：针对普通超声测距系统精度低、速度慢的问题，提出了一种全硬件实现的 FPGA 超声

测距系统。系统将最小二乘法的二次曲线拟合算法应用于超声回波包络拟合，完成回波信号

的数字信号处理和距离的测量。系统采用硬件描述语言 (Verilog HDL)在 ALTERA 公司的

EP2C70F896C6 上实现，在 4 米范围内测距误差小于±1mm。系统具有测距精度高、运算速

度快的特点。系统采用 FPGA 结构灵活和高精度测距算法，具备很强的功能扩展性，可扩展

到超声探伤、超声成像等领域。

关键词：超声测距；包络拟合；数字信号处理；Verilog HDL；FPGA；

中图分类号：TP391 文献标识码：A

Design of an FPGA-based ultrasonic ranging system with envelope fitting
method
ZHANG Xiang, YANG Feipeng, HUANG Baoying, HUANG Qijun, CHANG Sheng

(Department of Electronics Science and Tech