一個不容忽視的現(xiàn)實是：很多時候，我們穿衣服時第一道扣子扣錯了，卻總在扣最后一道扣子的時候才發(fā)現(xiàn)。衣服的扣子扣錯了，大不了再扣一遍，但人生的扣子一旦扣錯了，是無法重來一次的。

利用DDS IP實現(xiàn)非重復(fù)掃描系統(tǒng)

1 DDS技術(shù)簡介隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的頻率合成技術(shù)逐漸不能滿足人們對于頻率轉(zhuǎn)換速度、頻率分辨率等方面的追求，直接數(shù)字頻率合成技術(shù)應(yīng)運而生。

直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS） 是把一系列數(shù)據(jù)量形式的信號通過D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量形式的信號合成技術(shù)。DDS具有很多優(yōu)點，比如：頻率轉(zhuǎn)換快、頻率分辨率高、相位連續(xù)、低功耗、低成本與控制方便。

DDS技術(shù)滿足了人們對于速度穩(wěn)定性的需求，但是在一些控制較為復(fù)雜的系統(tǒng)中，DDS專用芯片不能很好的貼合要求。利用現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）實現(xiàn)DDS具有很大的靈活性，基本能滿足現(xiàn)在通信系統(tǒng)的使用要求。

2 DDS IP使用說明

基于FPGA的DDS設(shè)計方案

3 非重復(fù)掃描系統(tǒng)激光雷達常用機械振鏡或者MEMS振鏡進行激光的空間掃描，掃描方式基本都是傳統(tǒng)的重復(fù)掃描系統(tǒng)，掃描路徑可重復(fù)、運動方式簡單、可靠性較高。但存在產(chǎn)生盲點的風(fēng)險，無論掃描持續(xù)多長時間，視場中的某些物體都會被遺漏。

而非重復(fù)掃描系統(tǒng)中激光照射的區(qū)域面積隨時間增大，那么覆蓋率隨時間推移而顯著提高，這樣的好處是可以探測視場中更多的細節(jié)。當(dāng)然也有其缺點，為了獲得更多細節(jié)，時間相應(yīng)會加長。

3.1 伯努利雙紐線

3.1.1 簡介

伯努利雙紐線，也稱雙紐線，關(guān)于它的描述首見于 1694 年，雅各布· 伯努利將其作為橢圓的一種類比來處理。設(shè)定線段 長度為2a，若動點M滿足 ，那么M的軌跡稱為伯努利雙紐線。

雙紐線是函數(shù)圖形，不僅體現(xiàn)了數(shù)學(xué)美的對稱、和諧、抽象、簡潔、精確、統(tǒng)一、奇異、突變，同時也具有特殊的有價值的藝術(shù)美，是形成其它一些常見的漂亮圖案的基石，也是許多藝術(shù)家設(shè)計作品的主要幾何元素。

3.1.2 表達式

伯努利雙紐線直角坐標(biāo)方程（定線段=2a）：伯努利雙紐線直角坐標(biāo)方程伯努利雙紐線極坐標(biāo)方程：伯努利雙紐線極坐標(biāo)方程

3.1.3 圖像

theta = linspace（0，2*pi，10000）;

rho = （1.*cos（2*（theta）））.^（1/2）; %伯努利雙紐線

polar（theta，rho，‘b’）;

title（‘伯努利函數(shù)雙紐線——極坐標(biāo)’）;

3.2 伯努利雙紐線改進型

從伯努利雙紐線得到啟發(fā)，只需對伯努利雙紐線的一些參數(shù)作必要的修改，使其周期是伯努利雙紐線周期的小數(shù)倍即可。需要注意的是cos（θ）的指數(shù)盡量為整數(shù)，否則FPGA實現(xiàn)比較困難。

rho = （A.*cos（K*theta）.^（P/2）;

x = rho.*cos（theta）;

y = rho.*sin（theta）;

保證P/2為正整數(shù)，更改K即可，可以根據(jù)自己的設(shè)計要求進行合理的參數(shù)選擇。以下為實際matlab仿真運行圖像，可以看到圖像很漂亮、很舒心。

由上述伯努利改進型函數(shù)rho = （A.cos（Ktheta）.^（P/2）的直角坐標(biāo)方程x = rho.*cos（theta）與y = rho.*sin（theta）得，直角坐標(biāo)系下x、y只需要兩個不同定值頻率的三角函數(shù)做乘積即可。所以只需要兩個Xlinx DDS IP進行實現(xiàn)，只需要根據(jù)頻率計算相位增量即可，具體可參考Xlinx DDS IP相關(guān)文章，本文檔不做說明。具體的FPGA實現(xiàn)波形如下所示：

編輯：jq