[發(fā)明專利]一種用于評估激光測距機(jī)性能的距離模擬方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011301029.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112649795A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏?zhàn)雍?/a>;劉波;吳姿妍;趙曉龍;張浩然;眭曉林;周壽桓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十一研究所
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 焉明濤

本發(fā)明公開了一種用于評估激光測距機(jī)性能的距離模擬方法及系統(tǒng)，其距離模擬方法包括接收激光測距機(jī)發(fā)射的激光、對接收到的激光進(jìn)行衰減模擬、將激光引入延時光纖通路單元進(jìn)行不同距離的延時切換、對激光進(jìn)行大氣偏振態(tài)變化模擬、再通過毛玻璃模擬不同目標(biāo)的照射特性、最后射向激光測距機(jī)的接收鏡頭等步驟；其距離模擬系統(tǒng)包括順序布置的入射鏡頭、可變光衰減器、延時光纖通路單元、偏振控制器、出射鏡頭和毛玻璃等組件。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的激光測距機(jī)性能評估必須在室外進(jìn)行的弊端，可以在實驗室的有限空間里模擬激光雷達(dá)發(fā)射信號經(jīng)過不同距離目標(biāo)處的信號回波特性，進(jìn)而有效提高激光測距機(jī)的性能評估效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光測距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于在室內(nèi)對激光測距機(jī)進(jìn)行性能評估的距離模擬方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在目前的激光雷達(dá)研究中，近距離和遠(yuǎn)距離目標(biāo)的激光回波特性是有區(qū)別的，因此系統(tǒng)方案和信號處理方案也要有所不同。在驗證不同參數(shù)激光光源、調(diào)制解調(diào)器件以及雷達(dá)信號算法作用于不同距離目標(biāo)的回波特性時，往往沒有特別有效的方案，對遠(yuǎn)距離目標(biāo)而言尤其如此。

實踐中，通常采用實測的方式進(jìn)行驗證，相關(guān)設(shè)備需要搬運(yùn)到高原或者荒漠等地區(qū)。這種驗證手段存在效率低下、目標(biāo)距離受限、無法對動目標(biāo)進(jìn)行測試、容易受天氣影響、無法驗證各種新的探測方案等諸多缺陷，因而大大增加了研制成本和研制周期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種用于評估激光測距機(jī)性能的距離模擬方法及系統(tǒng)，用以克服傳統(tǒng)的激光測距機(jī)性能評估必須在室外進(jìn)行的弊端，可以在實驗室的有限空間里模擬激光雷達(dá)發(fā)射信號經(jīng)過不同距離目標(biāo)處的信號回波特性，進(jìn)而有效提高激光測距機(jī)的性能評估效率。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種用于評估激光測距機(jī)性能的距離模擬方法，包括如下步驟：

S1：接收激光測距機(jī)發(fā)射的激光；

S2：對接收到的激光進(jìn)行衰減模擬；

S3：將經(jīng)過衰減模擬的激光引入延時光纖通路單元，通過控制電路調(diào)節(jié)所述延時光纖通路單元中的光開關(guān)，實現(xiàn)不同距離的延時切換；

S4：對從延時光纖通路單元輸出的激光進(jìn)行大氣偏振態(tài)變化模擬；

S5：經(jīng)過大氣偏振態(tài)變化模擬的激光，經(jīng)出射鏡頭后射向毛玻璃，模擬不同目標(biāo)的照射特性；

S6：激光透過毛玻璃后，射向激光測距機(jī)的接收鏡頭。

上述步驟S1中，通過入射鏡頭接收激光測距機(jī)發(fā)射的激光。考慮到激光測距機(jī)發(fā)射的激光束散角很小，其量級為毫弧度以下，手動對準(zhǔn)很難接收激光測距機(jī)發(fā)射的激光，可以將入射鏡頭安裝在六維精密調(diào)整架上，以便于接收激光時的入射對準(zhǔn)。基于同樣的考慮，上述步驟S5中，可以將出射鏡頭安裝在六維精密調(diào)整架上，以便于激光透過毛玻璃后準(zhǔn)確入射到激光測距機(jī)的接收鏡頭。

上述步驟S3中所述延時光纖通路單元，包含兩根以上長度不同或相同的延時光纖，使用光開關(guān)將所述延時光纖逐級相連，通過光開關(guān)切換延時光纖使激光信號在不同光纖支路中切換傳輸，完成不同距離的延時仿真。所述光開關(guān)由控制電路控制。所述延時光纖采用單模光纖。

可選地，可以在長距離延時光纖后接光放大器，以實現(xiàn)激光信號的輸出強(qiáng)度可控。所述光放大器可以采用拉曼放大器或摻鉺光纖放大器(EDFA)等。根據(jù)測試時的需要，所述光放大器可以選擇關(guān)閉或開啟，其增益變化由控制電路控制。

可選地，可以在所述延時光纖通路單元中采用能調(diào)制激光頻率的聲光移頻器，用于實現(xiàn)模擬激光測距機(jī)探測運(yùn)動目標(biāo)時的多普勒頻移。所述聲光移頻器由控制電路控制。

可選地，可以將所述毛玻璃安裝在震動平臺上，以便在模擬不同目標(biāo)的照射特性時還能模擬探測目標(biāo)時載體的震動情況。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種用于評估激光測距機(jī)性能的距離模擬系統(tǒng)，包括：