JultikaUniversity of Oulu repository

Diplomityössä perehdyttiin lasertutkan toimintaperiaatteisiin, komponenttien ohjaamiseen ja mittausohjelmiston toteutukseen. Toteutettuja ohjausjärjestelmää ja mittausohjelmistoa käytettiin walk-virheen mittaamiseen ja tutkimiseen. Työssä esitetään etäisyyden mittaus laserpulssin lentoaikaa mittaamalla, etäisyyden mittauksen walk-virhe sekä lasertutkan komponentit. Komponenteista esitetään tarkemmin tutkimusryhmän uusimmat REC15 -vastaanotinpiiri ja TDC10 -aika-digitaalimuunninpiiri sekä niiden ohjaus. Lisäksi esitetään kehitysalusta ja mittausaineiston visualisointi tietokoneella. Työssä toteutettiin ja dokumentoitiin esitettyihin komponentteihin perustuva lasertutkan ohjausjärjestelmä kehitysalustan Xilinx Spartan6 FPGA -piirille Verilog-koodilla. Tietokoneeseen kytkettyä ohjausjärjestelmää ohjataan suunnitellulla ja toteutetulla Python-pohjaisella mittausohjelmistolla. Mittausohjelmisto esittää mittausaineiston kuvaajina ja tallentaa aineiston CSV-muotoisena tekstitiedostona jatkokäsittelyä varten. Toteutettuja ohjausjärjestelmää ja mittausohjelmistoa käyttäen suoritettiin lasertutkan piirilevyn käyttöönotto, komponenttien asetusten muutokset, mittaustapahtuman hallinta ja walk-virheen mittaukset. Toteutetuilla ohjausjärjestelmällä ja mittausohjelmistolla nopeutettiin walk-virheen mittauksia ja tutkimista.

This master’s thesis work familiarized the principles of laser rangefinder, the control of components and the implementation of measurement software. Implemented control system and measurement software were used in the timing walk error research. The work presents time of flight laser pulse distance measurement, timing walk error and the components of laser rangefinder. More details are presented in the research groups’ newest components; REC15 -receiver chip and TDC10 -time to digital chip. Also the development platform and data visualization on a computer are presented. The laser rangefinder control system is documented and implemented for the Xilinx Spartan6 FPGA processor using Verilog code on the development platform. The computer connected control system is driven with a designed and implemented Python-based measurement software. The measurement software presents measurement data with graphs and saves data for further use in text files using CSV-format. The laser rangefinder PCB wake up, setup changes for the components, control of measurements and walk error measurements were done using an implemented control system and measurement software. Walk error measurements were easier than before, which also made the walk error research faster.