[發明專利]一種通過激光相干探測進行測距的方法及系統

有效

• 申請號: 202010520369.0
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111624614B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 鞠有倫;姜曉帆;吳佳澤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S17/58;G01S7/487
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 宋紅賓

1.一種通過激光相干探測進行測距的方法，其特征在于：包括：

將激光發射光中的一部分作為本振光，另一部分經移頻處理后作為信號光；

將所述本振光與所述信號光回波進行混頻處理，得到混頻光信號，其中所述回波包括所述信號光在雷達鏡面上的回波及其在目標物體上的回波，即鏡面回波與目標回波；

對所述混頻光信號進行光電轉換，得到混頻電信號；

對所述混頻電信號進行數據處理，獲得目標的距離；

其中，所述對所述混頻電信號進行數據處理的過程包括：

獲得所述混頻電信號的時域圖；

截取所述時域圖中的一段信號，對其進行傅里葉變換，得到截取信號的頻域圖；

自所述頻域圖中找出幅值強度最大的點對應的頻率，即為回波信號的中心頻率；

對所述時域圖中的全部信號進行滑動截取，并對每段截取信號進行傅里葉變換，得到每段截取信號的頻率-模值圖；

自所述頻率-模值圖中找出所述中心頻率對應的模值，將其與該信號在時域圖中的時間進行對應，得到時間-模值圖；

根據所述時間-模值圖獲得目標距離。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述混頻電信號通過高速數據采集卡采集并數據化。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：在獲得所述頻域圖時，對所述時域圖的截取長度為：

其中，T表示脈沖激光的寬度，Fs表示所述高速數據采集卡的采樣率。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：在所述滑動截取中，每個截取段的長度為N，在截取段長度大于所述時域圖中剩余信號的數量時，對所述時域圖進行數據補充，補充數據為0。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于；所述傅里葉變換選自快速傅里葉變換。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述目標為靜止目標，所述目標距離通過下式得到：

其中，c表示光速，△t＝t₂-t₁，且：

其中，x₁及x₂表示所述鏡面回波在所述時間-模值圖中與有效模值區間對應的起始時間值與終止時間值，x₃及x₄表示所述目標回波信號在所述時間-模值圖中與有效模值區間對應的起始時間值與終止時間值。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述鏡面回波的有效模值區間為δ₁，所述目標回波信號的有效模值區間為δ₂，其中：

δ₁＝1/e²*D_max1；δ₂＝1/e²*D_max2；

其中，所述D_max1表示所述時間-模值圖中與所述鏡面回波相對應的峰的峰值，所述D_max2表示所述時間-模值圖中與所述目標回波信號相對應的峰的峰值。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于：所述移頻處理選用的移頻頻率f_IF為整數頻率；和/或對所述混頻電信號進行采集時的采樣率不小于所述混頻電信號的差頻項頻率的2倍；和/或所述激光發射光的脈沖寬度不小于3/f_IF。

9.應用權利要求1-8中任一項所述的方法的系統。