【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有抑制多普勒频移的光检测和测距系统
[0001]本专利技术的目的是一种光检测和测距(LIDAR,light detection and ranging)系统,其使得能够减少或完全抑制由场景中的对象相对于LIDAR的移动引起的频移(这种效应称为多普勒频移)。
技术介绍
[0002]LIDAR装置通过用激光照射目标并用传感器测量反射光来创建到目标的距离图。激光特性(包括总往返时间、相位或波长)的差异可以用于制作目标的数字三维(3D)表示。
[0003]LIDAR通常用于制作高分辨率图,应用于大地测量学、地理信息学、考古学、地理学、地质学、地貌学、地震学、林业、大气物理学、激光制导、机载激光扫描制图(ALSM,Airborne Laser Swath Mapping)和激光测高。该技术也用于一些自动驾驶汽车的控制和导航。
[0004]一些LIDAR利用了所谓的相干检测。在该检测方案中,在样本上反射的光与同反射光相干的本地振荡器混合。这种方法有几个优点,例如允许单光子灵敏度的光学增益,以及能够利用光的相位和波长的变化来测量距离。
[0005]使用这类LIDAR时出现的一个常见问题是场景中的对象相对于装置的移动引起的频移(这种效应称为多普勒频移)。相对于用于测量对象的相关特性的信号的带宽,这样的频移可能很大,并且可能使得这样的相关数据的提取变得复杂。如果对象的相对速度很大,如在车辆、飞机或卫星的情况下,这个问题就变得非常重要。
[0006]这种频移是可变的,通常是未知的,并且可以非常显著地扩展 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有抑制多普勒频移的光检测和测距LIDAR系统,其中,所述系统包括:
‑
至少一个光源(102),被配置为发射第一光,
‑
至少一个成像输入孔(101)和与所述至少一个成像输入孔(101)相关联的一个成像通道(3),被配置为接收由所述光源(102)照射的移动对象(108)反射的输入反射光,
‑
至少一个参考孔(103)和与所述至少一个参考孔(103)相关联的一个参考通道(4),被配置为接收由所述光源(102)照射的所述移动对象反射的参考反射光,
‑
至少一个成像振荡器(111),
‑
与所述成像输入孔(101)和所述成像振荡器(111)相关联的至少一个第一成像光接收器(5),被配置为获得所述输入反射光和所述成像振荡器(111)之间的干扰信号,
‑
参考振荡器(113),
‑
与所述参考孔(101)和所述参考振荡器(113)相关联的参考光接收器(6),被配置为获得所述参考反射光和所述参考振荡器(113)之间的参考干扰信号,
‑
至少一个混合器(12),连接至所述至少一个第一成像光接收器(5)和所述参考光接收器(6),并被配置为产生所述干扰信号和所述参考干扰信号之间的互调产物(16),使得由所述移动对象(108)引起的多普勒频移被消除或减小。2.根据权利要求1所述的LIDAR系统,其中,所述至少一个第一成像光接收器(5)是被配置为获得所述输入反射光与所述成像振荡器(111)之间的干扰信号的光同相正交IQ接收器,所述干扰信号包括第一同相分量(7)和第一正交分量(8),所述参考光接收器(6)是被配置为获得参考干扰信号的光IQ接收器,所述参考干扰信号包括参考同相分量(9)和参考正交分量(10)。3.根据权利要求2所述的LIDAR系统,还包括与所述参考光接收器(6)相关联的时间求导模块(15),所述时间求导模块(15)用于对所述参考同相分量(9)和所述参考正交分量(10)进行时间求导。4.根据权利要求2所述的LIDAR系统,其中,所述至少一个混合器(12)包括:
‑
第一混合器(121),用于混合所述第一正交分量(8)和所述参考同相分量(9),
‑
第二混合器(122),用于混合所述第一同相分量(7)和所述参考同相分量(9)。5.根据权利要求2所述的LIDAR系统,其中,所述至少一个混合器(12)包括:
‑
第一混合器(121),用于混合所述第一正交分量(8)和所述参考正交分量(10),
‑
第二混合器(122),用于混合所述第一同相分量(7)和所述参考正交分量(10)。6.根据权利要求2所述的LIDAR系统,其中,所述至少一个混合器(12)包括:
‑
第三混合器(123),用于混合所述第一同相分量(7)和经时间求导的参考正交分量(91),以及
‑
第四混合器(124),用于混合所述第一正交分量(8)和所述经时间求导的参考正交分量(91)。7.根据权利要求2所述的LIDAR系统,其中,所述至少一个混合器(12)包括:
‑
第三混合器(123),用于混合所述第一同相分量(7)和经时间求导的参考同相分量(90),以及
‑
第四混合器(124),用于混合所述第一正交分量(8)和所述经时间求导的参考同相分量(90)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的LIDAR系统,还包括与每个混合器(12)相关联的低通滤波器(23)。9.根据权利要求1所述的LIDAR系统,其中,所述参考振荡器(113)和所述成像振荡器(111)享有共同的来源。10.根据权利要求1所述的LIDAR系统,其中,所述参考孔(103)与所述输入孔(101)相同,以及所述参考通道(4)和所述成像通道(3)通过分离器(2)从中导出。11.根据权利要求1所述的LIDAR系统,其中,所述参考振荡器(113)的波长保持不变,以及按照标准调频连续波FMCW方案对所述第一光学振荡器(111)的波长进行扫描。12.根据权利要求1所述的LIDAR系统,还包括与所述光接收器(5、6)相关联的一个或多个低通滤...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。