激光测距是利用激光良好的准直性、单色性和相干性以及非常小的发散角度来测量距离的，激光测距具有测量精确度高、分辨率高、抗干扰能力强、体积小和重量轻等一系列优点，所以研究激光测距在距离测量中具有重要的意义。
激光测距的研究起始于20世纪60年代末，到80年代中期陆续解决了激光器件、光学系统及信号处理电路中的关键技术，80年代后期转入应用研究阶段，技术日趋成熟，90年代中期，各种成熟的产品不断出现，具有结构简单、体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、价格低廉等特点，在中、短程激光测距应用方面有取代YAG激光雷达的趋势。近年来又发展了一种便携式、对人眼安全、无合作目标、低价的适用于家庭的半导体激光测距仪，既能作为望远镜又具有测距功能。随着激光器件、光学器件、微处理器及大规模可编程逻辑器件技术的发展，脉冲激光测距技术日趋成熟，在中、短程测距方面性能更加优越，可广泛应用于工业、农业、建筑、军事等领域。
激光测距主要采用飞行时间法来测量距离，即通过测量激光信号在被测目标物与测距仪之间往返飞行所需要的时间间隔来测距。由于激光以光速飞行，往返飞行时间间隔极小（以纳秒级计算），用一般方法难以测量，故而激光测距的飞行时间间隔测量成为激光测距的关键部分，对激光测距的算法研究也显得及其重要，采用CPLD/PFGA开发出能够测量中长距离激光飞行时间的专用芯片，有望提高测量精度，降低激光测量电路的复杂性。
1.2国内外激光测距研究现状
国外许多大学、研究机构和公司都开展了激光测距方面的研究工作。研究最早的是芬兰奥鲁大学电气工程系和芬兰技术研究中心，从二十世纪七十年代初持续到今天，研究内容从各分系统到整机及其应用，并且与美国、俄罗斯几家著名公司联合开展了应用研究，其产品涉及工业、航天、海洋及机器人视觉等方面。2001年报道的采用高通滤波器用于时刻判别的接收机设计，优点是漂移误差小，缺点是不适于进行单个脉冲测量。针对于此，2005年报道时刻判别采用前沿判别法，使接收机设计简化，增大了输入信号的动态范围，而且在没有增益调整下可以单次测量。虽然该设计产生的漂移误差会略大，但可以利用幅度信息校正表进行补偿。2004年针对前沿判别法的漂移误差大的缺点以及线性接收机需要
本文介绍了激光测距的基本原理,详细介绍了相位式激光测距和脉冲式激光测距的原理,结合两种激光测距方法的特点,选用脉冲式激光测距进行距离测量的算法研究。为了提高脉冲式激光测距的精度,减少激光测距电路的复杂性,采用延迟线插入法测量激光飞行时间间隔,可以在单片FPGA/CPLD芯片中实现测距算法,研究出测距的专用芯片。
AGC（Automatic Gain Control自动增益控制）增加了复杂度,提出了一个新的时刻判别方法，即将接收到的脉冲转化为双极化的波形,适合于在较大输入信号动态范围要求具有较小漂移误差的应用。美国有多家著名公司开展了这方面的研究，Leica公司1991年报道的二极管激光测距仪采用845nm激光二极管，峰值功率7.64W，脉冲重复频率29kHz，在良好天气条件下，测程达4km。Schwartz Electro-Optics公司为美国国家数据中心研制了激光海浪测量装置，用于无人看守的海浪测量站；EXXON公司研制了脉冲半导体激光角度距离测量系统，用于海上石油勘探；1992年美国亚特兰大激光公司为警方专门设计的手持式人眼安全激光二极管测距仪，用于车辆的测距和测速，激光重复频率400Hz，探测角4mrad。1996年下半年，美国Bushnell公司推出了测距能力为400m的400型半导体激光测距仪Yaddaga400，1997年被评为世界100项重要科技成果之一，同年又推出了测距能力为800m的800型激光测距仪。1998年美国Leica公司展出了实用的小型半导体激光测距仪。从发展形势看出自1995年以来，国际上对人眼安全的半导体激光测距技术发展十分迅速，开展了波长在800~925nm范围内、峰值功率为10W、脉冲宽度20~50ns、重复频率1~10kHz、测量距离10m-1km无合作目标的激光测距仪研究。
国内样机的研究始于20世纪80年代，是在原固体、气体激光测距机基础上发展起来的。目前，基础技术已具备，主要是解决工程应用问题，开发各种应用产品。航天科工集团八三五八所研制出测程200m，精度0.5m，数据率100Hz的激光测距机。中科院上海光机所研制出便携式激光测距机，对漫反射水泥墙的测距达100m，采用300MHz计数方式，测距精度0.5m，重复频率1kHz。中国计量学院信息工程系光电子所与国外合作开发了低价、便携式半导体激光测距机，作用测距lkm,精度小于lm，采用4M晶振，线性时间放大技术。常州莱赛公司研制了作用距离200m，测距精度0.5m的半导体激光测距机。
1.3本课题研究的主要工作
本课题“激光测距CPLD研究与开发”，要求利用普通FPGA/CPLD芯片来实现激光测距算法（要求测距精度是±1m，测距范围：5m~1000m或2000m...)，并用试验平台Altera（或其他开发平台）搭建一个仿真环境。
要求：（1）距离算法研究和设计；
（2）采用FPGA/CPLD实现。
本课题要求利用FPGA/CPLD开发出能够测量中长距离激光飞行时间间隔的专用芯片，主要任务是针对高精度中程或中长程激光测距技术开展研究工作，研究出中程或中长程激光测距系统的算法和设计，进行软件设计仿真，并利用FPGA/CPLD开发平台实现专用芯片。
1.4论文的内容结构
第一章介绍了本课题的研究背景与实际研究意义，并对国内外的激光测距研究现状进
本文介绍了激光测距的基本原理,详细介绍了相位式激光测距和脉冲式激光测距的原理,结合两种激光测距方法的特点,选用脉冲式激光测距进行距离测量的算法研究。为了提高脉冲式激光测距的精度,减少激光测距电路的复杂性,采用延迟线插入法测量激光飞行时间间隔,可以在单片FPGA/CPLD芯片中实现测距算法,研究出测距的专用芯片。
第一章 绪论
行了调查，最后说明本课题研究的主要工作任务。
第二章介绍了激光测距的基本原理，详细介绍了相位式激光测距和脉冲式激光测距的原理，并对两种激光测距方法的优缺点进行对比，最后确定本课题选用脉冲式激光测距。
第三章主要介绍了脉冲式激光测距时间间隔的测量原理及方法，详细阐述了模拟法、数字法和数字插入法，并分别介绍延迟线插入法、电容充放电法和并行计数法三种数字插入法的原理及优缺点。结合上述几种距离测量方法的特点，本课题选用了延迟线插入法。