【技术实现步骤摘要】
一种基于四象限探测器的调频测距系统及方法
本专利技术属于激光测距
，尤其涉及一种基于四象限探测器的调频测距系统及方法，用于烟雾等恶劣天气下的连续波调频激光测距。
技术介绍
激光测距按原理可以分为飞行时间法激光测距和非飞行时间法激光测距两大类，飞行时间法激光测距主要有脉冲法激光测距和相位法激光测距，而非飞行时间激光测距主要就是三角法激光测距和干涉法激光测距。不管是哪种原理，现有的激光测距系统包括激光发射单元、接收单元和距离计算单元，其中激光收发单元一般为单发单收模式，在实际应用中，激光测距容易受到环境噪声干扰，例如，在存在烟、雾、雨等较差环境下，激光回波信号容易受到环境干扰噪声的影响，导致激光测距仪无法获取激光回波信号或者所获取的激光回波信号不准确，进而降低测距精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种基于四象限探测器的调频测距系统及方法，通过对四个象限探测器所接收到的信号回波进行频域相关处理，实现FMCW(连续波调频)激光测距，提高自然环境干扰情况下的激光测距系统的回波信噪比和测距精度。<...
【技术保护点】
1.一种基于四象限探测器的调频测距系统，包括激光发射子系统与激光接收子系统，激光发射子系统发射调频连续波激光信号，其特征在于，还包括信号处理模块，激光接收子系统采用四象限光电探测器和四象限混频器；/n其中，所述调频连续波激光信号作为本振信号传送到四象限混频器中；目标反射的激光回波信号首先经由接收光学系统汇聚至四象限光电探测器，四象限光电探测器将激光信号转化为相应的电信号，所述四象限光电探测器将各个象限对应的电信号均与本振信号进行混频，生成包含目标信息的四象限差频信号，四象限差频信号发送到信号处理模块；/n所述信号处理模块对接收到的四象限差频信号进行频谱处理，对所述四象限差频...
【技术特征摘要】
1.一种基于四象限探测器的调频测距系统，包括激光发射子系统与激光接收子系统，激光发射子系统发射调频连续波激光信号，其特征在于，还包括信号处理模块，激光接收子系统采用四象限光电探测器和四象限混频器；
其中，所述调频连续波激光信号作为本振信号传送到四象限混频器中；目标反射的激光回波信号首先经由接收光学系统汇聚至四象限光电探测器，四象限光电探测器将激光信号转化为相应的电信号，所述四象限光电探测器将各个象限对应的电信号均与本振信号进行混频，生成包含目标信息的四象限差频信号，四象限差频信号发送到信号处理模块；
所述信号处理模块对接收到的四象限差频信号进行频谱处理，对所述四象限差频信号先两两组合，得到两个组合，每个组合内的差频信号之间进行频域相关运算，得到该组合的频域相关运算结果，将两个组合的频域相关运算结果再做一次相关运算，得到回波差频信号频谱，实现测距。
2.如权利要求1所述的基于四象限探测器的调频测距系统，其特征在于，所述激光发射子系统包括FPGA、数字频率合成器、跨导放大器、半导体激光二极管以及发射光学系统；
由FPGA通过控制接口对数字频率合成器进行配置产生线性调频信号，线性调频信号通过跨导放大器进行压流转换后驱动半导体激光二极管，产生强度受所述调频信号调制的调频连续波激光信号，发射光学系统将调频连续波激光信号准直发射到空间中。
3.如权利要求1所述的基于四象限探测器的调频测距系统，其特征在于，所述激光接收子系统还包括四象限低通滤波器和四象限自动控制增益；所述四象限差频信号经由低通滤波器滤波后进行自动控制增益放大。
4.如权利要求1所述的基于四象限探测器的调频测距系统，其特征在于，所述信号处理模块对四象限回波的差频信号进行频域相关运算公式和信号总频谱如下式所示：
|RALL(ω)|＝KT(ω)+KS(ω)＝|α1α2α3α4...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋承天，刘向，刘博虎，曹润刚，刘欣，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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