一种相干脉冲激光测距的方法、相关装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种相干脉冲激光测距的方法、相关装置及计算机可读存储介质，本发明专利技术通过对激光发射信号进行二相调制，并将待测目标返回后的激光回波信号与本振光信号在混频器进行混频，通过对接收的混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间，从而进行激光测距计算。也就是说，本发明专利技术通过对激光发射信号进行二相调制，并对接收到的混频信号进行互相关解调，从而得到目标信号时间，进而提高了相干脉冲激光测距精度。

A Coherent Pulse Laser Ranging Method, Related Devices and Storage Media

【技术实现步骤摘要】
一种相干脉冲激光测距的方法、相关装置及存储介质
本专利技术涉及计算机
，特别是涉及一种相干脉冲激光测距的方法、相关装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
脉冲激光测距法由于激光的发散角小，激光脉冲持续时间极短，瞬时功率极大(可达兆瓦以上)，因而可使激光测距系统具有方向性好，测距精度高测程远，抗干扰能力强，隐蔽性好等优点，从而得到广泛的应用。脉冲激光测距法有以下几项优点：第一，在相同的总平均光功率输出条件下，脉冲光波型激光测距仪可测量的距离远比连续光波型激光测距仪要长；第二，测距速度较快；第三，不需要合作目标，隐蔽性和安全性好。激光相干测距中，为了能够测量较远的距离信息，通常采用的脉冲宽度在us量级，相比直接探测ns量级的脉冲宽度而言，其测距精度会减小。
技术实现思路
本专利技术提供了一种相干脉冲激光测距的方法、相关装置及计算机可读存储介质，以解决现有技术中ns量级的脉冲激光测距精度较低的问题。第一方面，本专利技术提供了一种相干脉冲激光测距的方法，该方法包括：对激光种子源进行斩波、频率调制和放大处理，并将处理后的激光信号发射到待测目标；将经过待测目标返回的激光回波信号与本振光信号在混频器进行混频，得到混频光信号，并对所述混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间；根据所述目标信号时间进行激光测距计算；优选地，对激光种子源进行斩波、频率调制和放大处理，包括：对所述激光种子源进行斩波，得到脉冲激光信号；产生一个预定频率和预定幅度的正弦信号，所述正弦信号的长度为激光脉冲宽度，预定频率为激光调制频率，并使所述正弦信号每个周期的相位按照预设的方式变化，最终得到调制信号；将所述调制信号加载到脉冲激光信号上，再对该脉冲激光信号进行放大处理。优选地，所述调制信号的二相调制值为169位。优选地，所述二相调制值位为[11111-1-111-11-1111111-1-111-11-1111111-1-111-11-1111111-1-111-11-1111111-1-111-11-11-1-1-1-1-111-1-11-11-1-1-1-1-1-111-1-11-11-111111-1-111-11-1111111-1-111-11-11-1-1-1-1-111-1-11-11-111111-1-111-11-11-1-1-1-1-111-1-11-11-111111-1-111-11-11]优选地，所述调制信号的频率与调制器的带宽相匹配，且所述调制信号的幅度V满足调制器正常工作的范围。优选地，对所述混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间，包括：将混频光信号变成混频电信号，对此混频电信号放大；对放大后的混频电信号进行实时采集，采集的触发时序和激光发光时刻同步，每次分析一次触发后采集的电信号，将二相调制的正弦信号和采集电信号做互相关运算，得到最大值时作为对应的目标信号时间。优选地，对放大后的混频电信号进行实时采集，采集的触发时序和激光发光时刻同步，每次分析一次触发后采集的电信号，将二相调制的正弦信号和采集电信号做互相关运算，得到最大值时作为对应的目标信号时间，包括：将加载有二相调制的正弦信号进行数字化采样，采样频率和对混频信号采样频率值相同，得到一个离散化的一维矩阵值，该矩阵值表示采样信号的幅度值，两个采样值之间的时间间隔表示采样周期；将处理得到的采样信号的幅度值的一维矩阵进行左右翻转，得到新的一维矩阵；将新的一维矩阵和混频电信号进行卷积运算，得出值最大时对应的序列号N，根据序列号可得到目标信号时间N/fs，其中，fs为采样率。第二方面，本专利技术提供了一种相干脉冲激光测距的装置，该装置包括：二相调制单元，用于对激光种子源进行斩波、频率调制和放大处理，并将处理后的激光信号发射到待测目标；处理单元，用于将经过待测目标返回的激光回波信号与本振光信号在混频器进行混频，得到混频光信号，并对所述混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间；计算单元，用于根据所述目标信号时间进行激光测距计算。第三方面，本专利技术提供了一种相干脉冲激光测距系统，所述系统包括处理器及存储装置，所述存储装置内存储有多个指令以实现相干脉冲激光测距的方法，所述处理器执行所述多个指令以实现：对激光种子源进行斩波、频率调制和放大处理，并将处理后的激光信号发射到待测目标；将经过待测目标返回的激光回波信号与本振光信号在混频器进行混频，得到混频光信号，并对所述混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间；根据所述目标信号时间进行激光测距计算。第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有信号映射的计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时，以实现上述任一种所述的相干脉冲激光测距的方法。本专利技术有益效果如下：本专利技术通过对激光种子信号进行频率调制，并将待测目标返回后的激光回波信号与本振光信号在混频器进行混频，通过对接收的混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间，从而进行激光测距计算。也就是说，本专利技术通过对激光发射信号进行二相调制，并对接收到的混频信号进行互相关解调，从而得到目标信号时间，进而提高了相干脉冲激光测距精度。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的一种相干脉冲激光测距的方法的流程示意图；图2是本专利技术第一实施例提供的种子光源的信号示意图；图3是本专利技术第一实施例提供的二相调制图；图4是本专利技术第一实施例提供的将二相调制加载在种子光源的正弦信号上的示意图；图5是本专利技术第一实施例提供的三个周期的信号的示意图；图6是本专利技术第一实施例提供的幅值最大点示意图；图7是本专利技术第二实施例提供的一种相干脉冲激光测距的装置的结构示意图。具体实施方式为了解决现有的ns量级的脉冲激光测距精度较低的问题，本专利技术提供了一种相干脉冲激光测距的方法，本专利技术通过对激光种子信号进行二相调制，并对接收到的混频信号进行互相关解调，得到目标信号时间，从而提高了相干脉冲激光测距精度。以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。本专利技术第一实施例提供了一种相干脉冲激光测距的方法，参见图1，该方法包括：S101、对激光种子源进行斩波、频率调制和放大处理，并将处理后的激光信号发射到待测目标；S102、将经过待测目标返回的激光回波信号与本振光信号在混频器进行混频，得到混频光信号，并对所述混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间；S103、根据所述目标信号时间进行激光测距计算。本专利技术通过对激光发射信号进行频率调制，并对接收到的混频信号进行互相关解调，从而得到目标信号时间，进而提高了相干脉冲激光测距精度。需要说明的是，本专利技术实施例的本振光信号是从激光种子源中分离出来的一部分激光信号。脉冲激光测距系统的原理与微波脉冲雷达测距原理相似，在测距点向被测目标发射激光脉冲，激光脉冲发射到目标后一小部分激光反射到测距点被光探测器接收器接收。设目标距离为R，激光脉冲往返经过的时间为t，光在空气中传播的速度为c，则测距公式如下：R＝ct/2。现有的脉冲激光测距法一般采用直接接收的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相干脉冲激光测距的方法，其特征在于，包括：对激光种子源进行斩波、频率调制和放大处理，并将处理后的激光信号发射到待测目标；将经过待测目标返回的激光回波信号与本振光信号在混频器进行混频，得到混频光信号，并对所述混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间；根据所述目标信号时间进行激光测距计算。

【技术特征摘要】
1.一种相干脉冲激光测距的方法，其特征在于，包括：对激光种子源进行斩波、频率调制和放大处理，并将处理后的激光信号发射到待测目标；将经过待测目标返回的激光回波信号与本振光信号在混频器进行混频，得到混频光信号，并对所述混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间；根据所述目标信号时间进行激光测距计算。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对激光种子源进行斩波、频率调制和放大处理，包括：对所述激光种子源进行斩波，得到脉冲激光信号；产生一个预定频率和预定幅度的正弦信号，所述正弦信号的长度为激光脉冲宽度，预定频率为激光调制频率，并使所述正弦信号每个周期的相位按照预设的方式变化，最终得到调制信号；将所述调制信号加载到脉冲激光信号上，再对该脉冲激光信号进行放大处理。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调制信号的二相调制值为169位。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二相调制值位为[11111-1-111-11-1111111-1-111-11-1111111-1-111-11-1111111-1-111-11-1111111-1-111-11-11-1-1-1-1-111-1-11-11-1-1-1-1-1-111-1-11-11-111111-1-111-11-1111111-1-111-11-11-1-1-1-1-111-1-11-11-111111-1-111-11-11-1-1-1-1-111-1-11-11-111111-1-111-11-11]。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调制信号的频率与调制器的带宽相匹配，且所述调制信号的幅度V满足调制器正常工作的范围。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，对所述混频信号进行互相关解调，将解调后信号最大值出现的时间点记为目标信号时间，包括：将混频光信号变成混频电信号，对此混频电信号放大；对放大后的混频电信号进行实时采集，采集的触发时序和激光发光时刻同步，每次...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，周寿桓，眭晓林，颜子恒，吴姿妍，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11