随着环保的概念越来越被世界各国接受,风能作为一种储量丰富的清洁能源近年来得到了长足的发展。目前风机的图像检测通常基于红外图像和可见光图像,但其成像特点的原因不能很好地获取目标的三维信息。激光雷达根据其成像原理,可以较为精确地捕获目标的三维信息,为风机检测带来新的思路和探测手段。盖革APD面阵激光雷达具有高帧频、探测距离远、探测精度高、体积小等优点。同时也存在着激光雷达获取的原始距离像信噪比低的缺点。为满足故障检测对高帧频、高分辨率数据的实时采集与处理要求,本文基于FPGA完成了激光原始距离像的多帧累积成像:通过大容量的高速缓存满足高分辨率、高帧率下对图像缓存的要求;通过高并行度的成像电路提高了输出结果的实时性;多帧累积成像的图像大小、累积帧数可配置。激光雷达成像电路主要分为高速图像缓存和成像电路两个部分。由于多帧累积成像的特点高速图像缓存电路需要数据带宽较高、容量较大的缓存方案,本文针对DDR3的访问特性及图像缓存的特点设计了一种高效DDR3的访问策略,该访问策略在满足大容量的条件下实现了较高的缓存速度;成像电路需要处理高帧频、高分辨率的图像序列,因此对运算能力的要求较高,本文设计了一种资源占用较小的成像电路,在逻辑资源一定的前提下可以实现较高的并行度,通过多个成像电路并行的方式提高了方案的运算能力和成像结果的实时性。根据上述方案,完成了对激光雷达高速成像电路的设计、验证等工作。在图像大小为256×256、累积帧数为400的条件下可以在20 ms内完成成像,相比基于DSP纯软件运算得到了313的加速比。