[發明專利]用于汽車的調頻連續波激光雷達及其測距方法

有效

• 申請號: 201811137473.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109031338B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 邱純鑫;劉樂天
• 申請（專利權）人: 深圳市速騰聚創科技有限公司
• 主分類號: G01S17/32
• 分類號: G01S17/32
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 石佩

1.一種用于汽車的調頻連續波激光雷達的測距方法，其特征在于，包括以下步驟：

激光器發出頻率連續變化的激光、并形成鋸齒波，獲取所述鋸齒波的實時輸出信號及所述鋸齒波的斜率；

第一耦合器將所述實時輸出信號進行分路、并形成第一路實時信號和第二路實時信號；

第一相控陣將所述第一路實時信號朝被測目標發射、并形成第一信號；

獲取所述第一耦合器和所述第一相控陣之間的光纖距離；

所述被測目標反射所述第一信號至第二相控陣、并形成第二信號；

所述第二相控陣接收所述第二信號、并輸出為回波信號；

第二耦合器接收所述回波信號；同時，所述第二耦合器接收當前的所述第二路實時信號、并得到本振信號；

獲取所述回波信號的第一信號頻率，獲取所述本振信號的第二信號頻率；

根據預設要求獲取所述第一信號頻率和所述第二信號頻率之間的當前第一差頻值；

基于第一方程進行計算、并得到所述被測目標和所述第一相控陣之間的間距；包括：

所述第二耦合器將接收到的所述回波信號和所述本振信號進行合路、并重新進行分路、形成兩個均等的第一輸出光信號；將所述第一輸出光信號轉換為第一輸出電信號；獲取時鐘信號；采集卡對所述第一輸出電信號進行采樣，并基于所述時鐘信號對所述第一輸出電信號進行校正處理，得到輸出模擬信號；將所述輸出模擬信號進行模數轉換、并得到數字輸出信號；根據預設要求并基于第一方程對所述數字輸出信號進行處理，得到被測目標和所述第一相控陣之間的間距；

其中，所述第一方程為：

R＝(Δf*c/(2*k))-(L/2)；

R為所述被測目標和所述第一相控陣之間的間距，Δf為所述第一信號頻率和所述第二信號頻率之間的當前第一差頻值，c為光速值，k為所述鋸齒波的斜率，L為所述第一耦合器和所述第一相控陣之間的光纖距離；

在根據預設要求獲取所述第一信號頻率和所述第二信號頻率之間的當前第一差頻值的步驟之后，還包括：

根據預設要求獲取下一時刻的當前第一差頻值、并得到當前第二差頻值；

根據預設要求并基于所述第一差頻值和所述第二差頻值進行計算、并得到多普勒頻移值；

獲取所述激光器的當前發射頻率；

獲取所述被測目標的當前目標徑向角；

基于第二方程進行計算、并得到所述被測目標相對所述第一相控陣的移動速度；

其中，所述第二方程為：

v＝(f_Dopp*c)/(f₀*(cosα))；

f_Dopp為多普勒頻移值，f₀為所述激光器的當前發射頻率，v為所述被測目標相對所述第一相控陣的移動速度，c為光速值，α為所述被測目標的當前目標徑向角。

2.根據權利要求1所述的用于汽車的調頻連續波激光雷達的測距方法，其特征在于，所述用于汽車的調頻連續波激光雷達包括分布式反饋激光器和與所述分布式反饋激光器對應設置的相位調制器；或所述用于汽車的調頻連續波激光雷達包括外腔可調激光器。

3.根據權利要求1所述的用于汽車的調頻連續波激光雷達的測距方法，其特征在于，在所述激光器發出頻率連續變化的激光、并形成鋸齒波，獲取所述鋸齒波的實時輸出信號及所述鋸齒波的斜率的步驟之后，在所述第一耦合器將所述實時輸出信號進行分路、并形成第一路實時信號和第二路實時信號的步驟之前，還包括：

第三耦合器將所述實時輸出信號進行分路、并形成第三路實時信號和第四路實時信號；

在所述第一耦合器將所述實時輸出信號進行分路、并形成第一路實時信號和第二路實時信號的步驟之后，還包括：

時鐘生成模塊接收所述第四路實時信號、并生成所述時鐘信號；

所述第一耦合器將所述實時輸出信號進行分路、并形成第一路實時信號和第二路實時信號的步驟中，所述第一耦合器進行分路的所述實時輸出信號為所述第三路實時信號。