用于使用方波数字线性调频信号进行光学线性调频距离检测的方法和系统技术方案

提供了一种用于将方波数字线性调频信号用于光学线性调频距离检测的装置。激光源发射光信号，并且RF波形发生器基于所述方波数字线性调频信号生成输入数字线性调频信号。基于所述输入数字线性调频信号调制所述光信号的频率。分光器将所述光信号分成发射光信号和参考光信号。检测器将所述参考光信号和来自对象的返回光信号进行组合。所述检测器基于所组合的参考光信号和所述返回光信号生成电输出信号。处理器基于对所述电输出信号进行傅立叶变换的特征来确定距所述对象的距离。还提供了一种用于将所述方波数字线性调频信号用于光学线性调频距离检测的方法。

Method and system for optical LFM distance detection using square wave digital LFM signal

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用方波数字线性调频信号进行光学线性调频距离检测的方法和系统相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2017年7月27日提交的美国申请No.15/661,377的权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文，如同在本文中完全阐述一样。
技术介绍
通常由助记符激光雷达(LIDAR)引用用于光检测和测距的距离的光学检测用于从测高到成像到避免碰撞的各种应用。与常规的微波测距系统(例如，无线电波检测和测距(RADAR))相比，LIDAR在更小的波束尺寸的情况下提供更精细的尺度范围分辨率。距离的光学检测可以通过几种不同的技术来完成，包括基于光脉冲到目标的往返行程时间进行直接测距，以及基于传输的线性调频光信号与从目标散射的返回信号之间的频率差进行线性调频检测。为了实现可接受的测距精度和检测灵敏度，直接远程LIDAR系统使用具有低脉冲重复率和极高脉冲峰值功率的短脉冲激光器。高脉冲功率可能导致光学部件快速劣化。线性调频LIDAR系统使用具有相对较低峰值光功率的长光脉冲。在这种配置中，测距精度取决于线性调频带宽而不是脉冲持续时间，并且因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n激光源，所述激光源用于发射光信号；/nRF波形发生器，所述RF波形发生器用于产生输入数字线性调频信号，所述输入数字线性调频信号基于方波数字线性调频信号；/n调制器，所述调制器用于基于所述输入数字线性调频信号来调制所述光信号的频率；/n分光器，所述分光器将所述光信号分成发射光信号和参考光信号；/n检测器，所述检测器用于组合所述参考光信号和基于被对象反向散射的所述发射光信号的返回光信号，其中所述检测器被配置为基于所组合的参考光信号和所述返回光信号来产生电输出信号；以及/n处理器，所述处理器用于基于对所述电输出信号进行傅立叶变换的特征来确定距所述对象的距离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170727 US 15/661,3771.一种装置，包括：
激光源，所述激光源用于发射光信号；
RF波形发生器，所述RF波形发生器用于产生输入数字线性调频信号，所述输入数字线性调频信号基于方波数字线性调频信号；
调制器，所述调制器用于基于所述输入数字线性调频信号来调制所述光信号的频率；
分光器，所述分光器将所述光信号分成发射光信号和参考光信号；
检测器，所述检测器用于组合所述参考光信号和基于被对象反向散射的所述发射光信号的返回光信号，其中所述检测器被配置为基于所组合的参考光信号和所述返回光信号来产生电输出信号；以及
处理器，所述处理器用于基于对所述电输出信号进行傅立叶变换的特征来确定距所述对象的距离。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述输入数字线性调频信号具有从第一频率到第二频率的带宽，并且其中，所述RF波形发生器包括：
现场可编程门阵列(FPGA)，所述现场可编程门阵列包括被配置为生成所述方波数字线性调频信号的收发器；以及
滤波器，所述滤波器被配置为从所述方波数字线性调频信号的频谱中去除所述带宽之外的频率范围。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述RF波形发生器还包括均衡器，所述均衡器被配置为使所述频谱的幅值在所述带宽上平坦。


4.根据权利要求1所述的装置，其中所述RF波形发生器被进一步配置为基于第二方波数字信号来生成第二输入数字线性调频信号，并且其中，所述装置还包括相位调制器，所述相位调制器用于基于所述第二输入数字线性调频信号来调制所述参考光信号的相位。


5.根据权利要求4所述的装置，其中所述RF波形发生器包括现场可编程门阵列(FPGA)，所述现场可编程门阵列具有收发器，所述收发器具有第一信道和第二信道，其中所述第一信道被配置为将所述输入数字线性调频信号发送到所述调制器，并且其中所述第二信道被配置为将所述第二输入数字线性调频信号发送到所述相位调制器。


6.一种方法，包括：
从激光源发射光信号；
利用调制器基于来自RF波形发生器的输入数字线性调频信号调制所述光信号的频率，所述输入数字线性调频信号基于方波数字线性调频信号；
利用分光器将所述光信号分成发射光信号和参考光信号；
在检测器处组合所述参考光信号和返回光信号，其中所述返回光信号基于被对象反向散射的所述发射光信号；
利用所述检测器基于组合步骤产生电输出信号；
利用处理器基于对所述电输出信号进行傅立叶变换的特征来确定距所述对象的距离。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述输入数字线性调频信号是所述方波数字线性调频信号。


8.根据权利要求6所述的方法，其中所述RF波形发生器包括现场可编程门阵列(FPGA)。


9.根据权利要求6所述的方法，其中所述输入数字线性调频信号具有从第一频率到第二频率的带宽，并且其中所述方法包括利用所述RF波形发生器形成所述输入数字线性调频信号，所述利用所述RF波形发生器形成所述输入数字线性调频信号包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·C·克劳奇，詹姆斯·柯里，特伦顿·贝格，理查德·芬克，凯尔·奥利弗，丹尼尔·弗格森，
申请(专利权)人：布莱克莫尔传感器和分析有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US