激光强度调制测距测速方法及系统、终端设备、存储介质技术方案

本发明专利技术公开了激光强度调制测距测速方法及系统、终端设备、存储介质，所述激光强度调制测距测速方法包括步骤：朝向待测目标发射光强调制的激光；以发射时间为时间起点，对接收信号除以调制信号后按调制时长做卷积，同时，按超过调制时间存储接收信号；根据卷积极大值位置获取发收时长；对发收时长后的接收信号进行去噪处理以得到去噪接收光；获取发射光的发射光归一值、去噪接收光的接收光归一值；根据发射光归一值、接收光归一值、发收时长以及待测目标的速率的函数关系得到速率；根据光速与发收时长得到待测目标的距离。本发明专利技术实现了单次脉冲同时测距与测速，且抗干扰能力强、实时性好且测速更为精准。

【技术实现步骤摘要】
激光强度调制测距测速方法及系统、终端设备、存储介质
本专利技术属于激光测距测速
，更具体地，涉及激光强度调制测距测速方法及系统、终端设备、存储介质。
技术介绍
传统的激光测距利用激光脉冲测量光程时间差，利用光程与时间差的线性关系实现，测速则利用多普勒频移或者前后两次测距实现。现有测距测速的方法实时性差、发射频次较多、测速精度差且激光抗干扰能力差。因此，本领域技术人员亟待提供一种发射频次低、实时性好、抗干扰能力强且测速更为精准的激光测距测速技术方案。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种激光强度调制测距测速方法及系统、终端设备、存储介质。本专利技术公开了一种激光强度调制测距测速方法，包括步骤：S1，朝向待测目标发射光强调制的激光；S2，以发射时间为时间起点，对接收信号除以调制信号后按调制时长做卷积，同时，按超过调制时间存储接收信号；S3，根据卷积极大值位置获取发收时长；S4，对发收时长后的接收信号进行去噪处理以得到去噪接收光；S5，获取发射光的发射光归一值、去噪接收光的接收光归一值；S6，根据发射光归一值、接收光归一值、发收时长以及待测目标的速率的函数关系得到速率；S7，根据光速与发收时长得到待测目标的距离。可选地，所述函数关系满足公式（1）：其中，为接收光归一值；为发射光归一值；为以接收到反射光为计时起点后的时刻，且与满足公式（2），且当待测目标的速度远低于光速时，；为待测目标在内的平均速率。可选地，对发射光与接收光的包络按初值进行归一化处理后得到发射光归一值、接收光归一值；其中，发射光归一值满足公式（3），接收光归一值满足公式（4）；其中，为时刻发射的调制光强；为时刻发射的光强；为系数；获取按初值进行归一化处理后的接收光强和发射光强的商后对求导以得到所述函数关系。可选地，光速、发收时长与距离满足公式（5）：可选地，步骤S4具体包括步骤：对发收时长后的接收信号依据调制波形特征进行去噪处理以得到去噪接收光。本专利技术还公开了一种激光强度调制测距测速系统，包括：激光器，其用于朝向待测目标发射光强调制的激光；APD探测器，其用于接收激光经待测目标反射后的反射光；信号处理单元，其分别与所述激光器、所述APD探测器连接；所述激光器用于朝向待测目标发射光强调制的激光；所述信号处理单元用于以发射时间为时间起点，对接收信号除以调制信号后按调制时长做卷积，同时，按超过调制时间存储接收信号；根据卷积极大值位置获取发收时长；对发收时长后的接收信号进行去噪处理以得到去噪接收光；获取发射光的发射光归一值、去噪接收光的接收光归一值；根据发射光归一值、接收光归一值、发收时长以及待测目标的速率的函数关系得到速率；根据光速与发收时长得到待测目标的距离。可选地，所述信号处理单元包括卷积模块、存储模块、发收模块、去噪模块、归一值获取模块和计算模块；所述卷积模块用于以发射时间为时间起点，对接收信号除以调制信号后按调制时长做卷积；所述存储模块用于按超过调制时间存储接收信号；所述发收模块用于根据卷积极大值位置获取发收时长；所述去噪模块用于对发收时长后的接收信号进行去噪处理以得到去噪接收光；所述归一值获取模块用于获取发射光的发射光归一值、去噪接收光的接收光归一值；所述计算模块用于根据发射光归一值、接收光归一值、发收时长以及待测目标的速率的函数关系得到速率；根据光速与发收时长得到待测目标的距离。本专利技术还公开了一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的激光强度调制测距测速程序，所述激光强度调制测距测速程序配置为实现上述任意一项所述的激光强度调制测距测速方法的步骤。本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有激光强度调制测距测速程序，所述激光强度调制测距测速程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的激光强度调制测距测速方法的步骤。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术利用激光强度调制，实现单次脉冲同时测距与测速，且由于调制的引入可以增强抗干扰能力。由于单次探测便同时实现测距与测速，其发射频次可以降低，同时其测速更接近实时速率；由于调制的引入，在实现测距测速的同时，其抗干扰性能也得到了提升。从而实现了激光测距测速的发射频次仅为一次、实时性好、抗干扰能力强且测速更为精准。更优的，通过已知量（调制波形特征）对接收信号进行去噪处理，从而保证测速更为精准且易于实现，同时减少本专利技术的处理逻辑，使得本专利技术逻辑控制和编程更易于实现。附图说明图1为本专利技术的激光强度调制测距测速方法的一种实施例流程图示意图；图2为本专利技术的原理框图示意图；图3为本专利技术的原理算法示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。在本专利技术的一种实施例中，如图1所示，一种激光强度调制测距测速方法，包括步骤：S1，朝向待测目标发射光强调制的激光；S2，以发射时间为时间起点，对接收信号除以调制信号后按调制时长做卷积，同时，按超过调制时间存储接收信号；S3，根据卷积极大值位置获取发收时长；S4，对发收时长后的接收信号进行去噪处理以得到去噪接收光；S5，获取发射光的发射光归一值、去噪接收光的接收光归一值；S6，根据发射光归一值、接收光归一值、发收时长以及待测目标的速率的函数关系得到速率；S7，根据光速与发收时长得到待测目标的距离。本实施例中，利用激光强度调制，实现单次脉冲同时测距与测速，且由于调制的引入可以增强抗干扰能力。由于单次探测便同时实现测距与测速，其发射频次可以降低，同时其测速更接近实时速率；由于调制的引入，在实现测距测速的同时，其抗干扰性能也得到了提升。从而实现了激光测距测速的发射频次仅为一次、实时性好、抗干扰能力强且测速更为精准。可选地，所述函数关系满足公式（1）：其中，为接收光归一值；为发射光归一值；为以接收到反射光为计时起点后的时刻，且与满足公式（2），且当待测目标的速度远低于光速时，；为待测目标在内的平均速率。值得说明的是，由于激光打到待测目标后会立马反射回去，因此，为激光从发射到打到待测目标的时长，也为激光从待测目标反射并回到发射点的时长，故激光的收发时长为，并根据卷积极大值位置获取得到，在实际应用中，由于激光调制时间非常短，因此速率与可视为等值，因此得到相当于得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光强度调制测距测速方法，其特征在于，包括步骤：/nS1，朝向待测目标发射光强调制的激光；/nS2，以发射时间为时间起点

【技术特征摘要】
1.一种激光强度调制测距测速方法，其特征在于，包括步骤：
S1，朝向待测目标发射光强调制的激光；
S2，以发射时间为时间起点，对接收信号除以调制信号后按调制时长做卷积，同时，按超过调制时间存储接收信号；
S3，根据卷积极大值位置获取发收时长；
S4，对发收时长后的接收信号进行去噪处理以得到去噪接收光；
S5，获取发射光的发射光归一值、去噪接收光的接收光归一值；
S6，根据发射光归一值、接收光归一值、发收时长以及待测目标的速率的函数关系得到速率；
S7，根据光速与发收时长得到待测目标的距离。


2.如权利要求1所述的激光强度调制测距测速方法，其特征在于：
所述函数关系满足公式（1）：






其中，为接收光归一值；为发射光归一值；为以接收到反射光为计时起点后的时刻，且与满足公式（2），且当待测目标的速度远低于光速时，；为待测目标在内的平均速率。


3.如权利要求2所述的激光强度调制测距测速方法，其特征在于：
对发射光与接收光的包络按初值进行归一化处理后得到发射光归一值、接收光归一值；其中，发射光归一值满足公式（3），接收光归一值满足公式（4）；






其中，为时刻发射的调制光强；为时刻发射的光强；为系数；
获取按初值进行归一化处理后的接收光强和发射光强的商后对求导以得到所述函数关系。


4.如权利要求1所述的激光强度调制测距测速方法，其特征在于：
光速、发收时长与距离满足公式（5）：

。


5.如权利要求1-4任意一项所述的激光强度调制测距测速方法，其特征在于，步骤S4具体包括步骤：
对发收时长后的接收信号依据调制波形特征进行去噪处理以得到去噪接收光。


6.一种激光强度调制测距测速系统，其特征在于，包括：
激光器，其用于朝向待测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀东，庹文波，杜征宇，刘厚康，张乐，周康，任杰，姜永亮，李强，
申请(专利权)人：武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42