[發明專利]一種基于混沌偏振雷達的多區域測距方法及系統

在審

• 申請號: 202010917278.0
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112147623A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 鐘東洲;曾能;楊華;徐喆;楊廣澤
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/00;G01S7/499;G01S7/481
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;吳落

本發明提供一種基于混沌偏振雷達的多區域測距方法及系統，方法包括：由分布式反饋激光器發射的光束通過偏振控制器進行分割，生成偏振分量光束；其中，偏振分量光束包括x偏振分量光束及y偏振分量光束；偏振分量光束通過光纖偏振分束器分為參考信號及探測信號；參考信號及探測信號依次通過光纖分束器及信號處理模塊，分別得到參考電流信號及探測電流信號；參考電流信號及探測電流信號通過計算模塊，生成第一測距目標的位置矢量；計算模塊包括：相關函數計算模塊及目標測距計算模塊。本發明具有穩定且高的測距分辨率，強大的抗噪性能以及測量復雜形狀中多區域目標位置矢量所需的低相對誤差低，對智能精密加工和復雜形狀目標質量檢測有很大的潛力。

技術領域

本發明涉及紡織品分揀技術領域，特別是涉及一種基于混沌偏振雷達的多區域測距方法及系統。

背景技術

隨著人工智能的飛速發展，激光雷達通過感知周圍環境，有望實現以下功能：目標精確測距，高質量3D成像，目標跟蹤和識別，自動定位和地圖繪制。

目前，大多數激光雷達測距方案都使用脈沖激光器和連續波激光器作為光源，以獲得更好的信噪比和測量范圍。但是，基于脈沖激光器和連續波激光器的雷達測距存在分辨率低，攔截概率高，抗干擾能力弱，成本高等缺點。

與使用脈沖激光器和連續波激光器進行測距相比，通過使用具有光反饋或光注入的半導體的非線性動力學產生的基于混沌激光雷達 (CLR)的測距具有許多優勢，例如攔截概率低，抗干擾能力強和低成本。此外，得益于光學混沌的寬帶寬，它同時具有高分辨率。最后，由于混沌雷達對激光參數的敏感性，它很容易生成和控制。

但是，首先，CLR測距的分辨率在很大程度上受到混沌激光器帶寬的限制，測距分辨率的進一步提高需要具有大調制帶寬的超快速混沌激光器。其次，目前CLR測距的工作中，測量的目標平面是光滑且平坦的，CLR通常用于目標中的固定點，很難將它們應用于智能精密加工和復雜形狀目標的質量檢測；CLR測距的方案和方法不能完全檢測目標不同區域的距離，不適合復雜形狀目標中整個區域的精確測距。最后，基于CLR的探測波形在目標測距之前沒有調制過，這降低了目標測距的分辨率和精度。

發明內容

本發明提供一種基于混沌偏振雷達的多區域測距方法及系統，通過利用隨機噪聲調制的兩個混沌偏振波形，實現兩個復雜形狀目標的多個區域的精確測距。

本發明一個實施例提供一種基于混沌偏振雷達的多區域測距方法，包括：

由分布式反饋激光器發射的光束通過偏振控制器進行分割，生成偏振分量光束；其中，所述偏振分量光束包括x偏振分量光束及y偏振分量光束；

所述偏振分量光束通過光纖偏振分束器分為參考信號及探測信號；

所述參考信號及探測信號分別依次通過光纖分束器及信號處理模塊，得到參考電流信號及探測電流信號；

所述參考電流信號及所述探測電流信號通過計算模塊，生成第一測距目標的位置矢量；所述計算模塊包括：相關函數計算模塊及目標測距計算模塊。

進一步地，所述參考信號及探測信號分別依次通過光纖分束器及信號處理模塊，得到參考電流信號及探測電流信號，包括：

所述探測信號通過第一光纖分束器分為至少一束混沌雷達探測波形；

所述混沌雷達探測波形通過信號處理模塊，得到入射光電流信號；其中，所述信號處理模塊包括：第一噪聲調制器、第一信號轉換器、信號放大器及信號發射器；

所述入射光電流信號發射至所述第一測距目標，經過光學反應得到出射光電流信號；其中，所述光學反應包括：反射和/或散射；

所述出射光電流信號依次經過信號接收器及信號放大器得到探測電流信號。