激光多普勒测速仪作为一种基于光学多普勒效应实现的测量精度高、测速范围宽、响应时间短、比例因子稳定性高的非接触式测量设备,被广泛运用于工业测量、军事车辆测速等领域。激光多普勒信号属于微弱信号且信号频率范围跨度大、变化速度快,因此有效降低噪声,增大量程,保证测量精度,提高测量实时性等要求成为激光多普勒测速仪信号处理系统亟待解决的问题。本文提出一种基于FPGA激光多普勒测速仪信号处理系统及方法,取代了传统上FPGA与DSP芯片相结合的双核心信号处理方法,省去了大量核心芯片之间的数据交互时间,降低了信号处理的延迟与更新时间,提高了信号处理的实时性。此外采用FIR滤波器抑制低频噪声,之后采用加Hanning窗的FFT得到信号的频率谱。将频率谱转换为相应的功率谱后,对功率谱进行搜索,找到功率谱峰值频率,利用能量重心法对此频率进行校正,根据校正后的峰值频率即可解算得到相应的速度信息。将速度信息通过USB上传到PC机,利用LabVIEW软件保存数据并显示。为适应大量程的测量需要,本文研究了采样频率自适应技术,即根据前一时刻的多普勒频率自适应调整采样频率。本文研发的硬件电路中,充分考虑了电磁兼容、信号稳定性、器件小型化等实际问题。利用自制电路在实践中验证了所设计算法的可靠性与稳定性,对激光测速仪的推广应用具有重要意义。实验结果表明:该系统测量精度优于4.1‰,测量延迟时间小于1.2ms,测量结果更新时间小于0.4ms。