[發明專利]一種去測距模糊的單光子激光測距方法及裝置

有效

• 申請號: 201710433680.X
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN109031336B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 李明鎖;朱海博
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G01S17/14
• 分類號: G01S17/14
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 韓天寶

1.一種去測距模糊的單光子激光測距方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1，根據最遠測距距離擴展n倍的需求設定n位偽隨機碼；

步驟2，測距時激光器發出重復的以所述偽隨機碼的碼長n為周期的經過偽隨機碼調制的激光脈沖序列，并分別以脈沖發射起始時刻及偽隨機碼編碼碼序發射起始時刻為計數起始時刻，按照TCSPC方法實現單光子計數，得到脈沖間隔跨度單光子統計直方圖及編碼碼長跨度單光子統計直方圖；

步驟3，利用所述脈沖間隔跨度單光子統計直方圖對回波目標進行提取，提取出z個含測距模糊度的疑似目標；

步驟4，對每個疑似目標，在對應的所述編碼碼長跨度單光子統計直方圖中找到n個可能的對應點，進而得到n個按序排列的光子計數直方圖統計值；

步驟5，求n個按序排列的光子計數直方圖統計值與編碼碼序的互相關性，互相關性最大的疑似目標即為真實目標；確定真實目標所對應的光子計數直方圖統計值序列和編碼碼序之間的相位關系，得到無測距模糊的測距距離。

2.根據權利要求1所述的去測距模糊的單光子激光測距方法，其特征在于，步驟5中根據光子計數直方圖統計值與編碼碼序的互相關性獲得真實目標的步驟包括：

步驟5-1，將當前z個疑似目標和前若干次得到的各z個疑似目標實現位置匹配，找出所有的匹配路徑；

步驟5-2，將每個匹配路徑的n個按序排列的光子計數直方圖統計值更新為所有匹配節點的直方圖統計序列之和，所述匹配節點指匹配疑似目標的位置；

步驟5-3，計算更新后的n個按序排列的光子計數直方圖統計值和編碼碼序的相關性，通過相關系數最大值得到兩組序列間的相位關系，獲得每個匹配路徑計算得到的相位偏差及最大相關系數Y，計算所有匹配路徑的最大相關系數中的最大值，得到和激光編碼碼序匹配度最高的目標路徑，將該路徑的當前測量的疑似目標節點作為真實目標。

3.根據權利要求2所述的去測距模糊的單光子激光測距方法，其特征在于，步驟5-1中將當前z個疑似目標和前4次得到的各z個疑似目標進行位置匹配，在前4次得到的與當前疑似目標位置偏差小于T值的范圍內查找對應次測量的疑似目標實現位置匹配，找出所有的匹配路徑，所述T值根據測距周期及目標最大運動速度確定。

4.根據權利要求1-2中任一項所述的去測距模糊的單光子激光測距方法，其特征在于，步驟3中找到在所述脈沖間隔跨度單光子統計直方圖中的所有波峰值，將最大的z個波峰值所在的位置或者是將大于設定閾值的z個波峰值所在的位置作為疑似目標。

5.一種去測距模糊的單光子激光測距裝置，其特征在于，包括：

第一模塊，用于根據最遠測距距離擴展n倍的需求設定n位偽隨機碼；

第二模塊，分別以脈沖發射起始時刻及偽隨機碼編碼碼序發射起始時刻為計數起始時刻，按照TCSPC方法實現單光子計數，得到脈沖間隔跨度單光子統計直方圖及編碼碼長跨度單光子統計直方圖，其中測距時激光器發出重復的以所述偽隨機碼的碼長n為周期的經過偽隨機碼調制的激光脈沖序列；

第三模塊，用于利用所述脈沖間隔跨度單光子統計直方圖對回波目標進行提取，提取出z個含測距模糊度的疑似目標；

第四模塊，用于對每個疑似目標，在對應的所述編碼碼長跨度單光子統計直方圖中找到n個可能的對應點，進而得到n個按序排列的光子計數直方圖統計值；

第五模塊，用于求n個按序排列的光子計數直方圖統計值與編碼碼序的互相關性，互相關性最大的疑似目標即為真實目標；確定真實目標所對應的光子計數直方圖統計值序列和編碼碼序之間的相位關系，得到無測距模糊的測距距離。