[發明專利]一種調頻連續波激光雷達調頻非線性高精度實時校正方法

在審

• 申請號: 201810486714.6
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108761429A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 靳碩;張鐵犁;張修建;劉曉旭
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本發明屬于幾何量測量技術領域，具體涉及一種調頻連續波激光雷達調頻非線性高精度實時校正方法。可調諧激光器發出的連續調頻激光入射到第一耦合器分成兩束激光，第一束激光入射到第二耦合器分為兩束光，其中一束入射到光環形器，經光環形器出射的激光照射目標，經目標反射入射至光環形器，經光環形器出射的光形成干涉測量光路的信號光，另一束為干涉測量光路的參考光；干涉測量光路的參考光和干涉測量光路的信號光經第三耦合器合束之后入射到第一探測器形成拍頻信號；第一耦合器分出的第二束激光為校正光，入射到第二探測器，飛秒光學頻率梳和校正光經第四耦合器合束之后入射到第二探測器形成拍頻信號。本發明能夠提高激光雷達的測距準確性。

技術領域

本發明屬于幾何量測量技術領域，具體涉及一種調頻連續波激光雷達調頻非線性高精度實時校正方法。

背景技術

對于線性調頻的激光器而言，輸出的激光波長是連續線性調制的，由于激光波長與頻率的倒數關系，因此頻率調制是非線性的。同時頻率調諧的誤差、噪聲等因素的影響，也會造成調頻的非線性。調頻的非線性會導致頻譜的展寬，引入測距誤差，是影響激光雷達測距精度的主要因素。

為了消除調制非線性的影響，常用的方法是研究激光器的調制特性，研究激光器的響應函數，計算出得到線性調制所需的非線性輸入信號，搭建基于馬赫增德爾干涉系統的反饋控制系統。利用探測到的拍頻與頻率標準進行比較，得到誤差信號，誤差信號由激光控制器進行處理，分別對激光器的電機、PZT以及注入電流進行控制，得到線性度較好的調制激光。該方法系統結構復雜、控制繁瑣、容易受到外界的影響，較難達到很高的控制精度。因此需要設計一種調頻連續波激光雷達調頻非線性高精度實時校正方法，提高激光雷達的測距準確性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種調頻連續波激光雷達調頻非線性高精度實時校正方法，對調頻連續波激光雷達調頻非線性進行高精度實時校正，提高激光雷達的測距準確性。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種調頻連續波激光雷達調頻非線性高精度實時校正方法，可調諧激光器發出的連續調頻激光通過光纖入射到第一耦合器，第一耦合器將該激光分成兩束激光，其中第一束激光通過光纖入射到第二耦合器，第二耦合器將該激光分為兩束光，其中一束入射到光環形器，經該光環形器出射的激光照射目標，經該目標反射入射至光環形器，經該光環形器出射的光形成干涉測量光路的信號光，另一束為干涉測量光路的參考光；干涉測量光路的參考光和干涉測量光路的信號光經第三耦合器合束之后入射到第一探測器，在第一探測器上形成拍頻信號；第一耦合器分出的第二束激光為校正光，通過光纖入射到第二探測器，飛秒光學頻率梳和校正光經第四耦合器合束之后入射到第二探測器，在第二探測器上形成拍頻信號。

數據采集與處理系統實時采集飛秒光學頻率梳與可調諧激光器拍頻信號，對調頻連續波激光雷達調頻非線性進行實時校正。

所述的數據采集與處理系統包括數據采集單元和信號處理單元。

本發明所取得的有益效果為：

本發明應用于調頻連續波激光雷達中，對調頻連續波激光雷達調頻非線性高精度實時校正，從而消除可調諧激光器調頻的非線性對測量結果的影響，提高激光雷達的測距準確性，本發明測量速度快且實時在線校正，校正精度高。

附圖說明

圖1為系統結構組成圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。