一种基于双光频梳的三维固态激光雷达探测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于双光频梳的三维固态激光雷达探测方法及装置，该方法利用中频线性扫频信号分别对重复频率不同的两个光频梳调制得到两个扫频光频梳信号；一个作为探测光信号依次送入包含N个输入端口的Rotman光透镜；不同输入端口的探测光信号在

【技术实现步骤摘要】
一种基于双光频梳的三维固态激光雷达探测方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种固态激光雷达探测方法，尤其涉及一种基于双光频梳的三维固态激光雷达探测方法及装置。

技术介绍

[0002]激光雷达可实现高精度三维感知，广泛应用于自动驾驶、智能机器人、遥感等领域。目前发展较为成熟的激光雷达系统多采用机械扫描结合脉冲时间到达技术获取探测目标的三维/二维空间分布信息，(参见[T. Raj, F. Hashim, A. Huddin, etc, " A Survey on LiDAR Scanning Mechanisms," electronics, vol. 9, no. 5, pp. 741,2020.])。由于机械旋转部件结构复杂，抗震动性差，易磨损等原因，导致机械式激光雷达寿命受限，且安装校准过程繁琐，体积庞大，因而在消费级应用场景受限。与此同时，基于集成光相控阵、光晶体波导、色散介质等机理的固态波束控制技术也在快速发展。采用电控/热控实现激光波束的快速扫描，与机械扫描相比具有更好的稳定性，且系统紧凑 (参见[S. Miller, Y. Phar本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双光频梳的三维固态激光雷达探测方法，其特征在于，该方法具体为：将周期为T的中频线性扫频信号分别通过马赫
‑
曾德尔调制器对两个重复频率不同的光频梳实现调制得到两个扫频光频梳信号；其中一路作为参考光信号，另一路作为探测光信号送入1
×
N路光开关；1
×
N路光开关输出端口与Rotman光透镜的N个输入端口一一连接，并依次选通；选通的Rotman光透镜的第j个输入端口的探测光信号通过Rotman光透镜后端光天线在
ϕ
平面
ϕ
j
角度辐射到空间中，同时，Rotman光透镜后端光天线控制探测光信号不同梳齿扫频子信号波束在垂直于
ϕ
平面的θ平面上同时指向不同方向，得到指向不同方向的探测子光信号；探测子光信号遇到目标后反射回光天线得到接收光信号，接收光信号与参考光信号完成相干检测得到携带目标信息的复中频信号；对复中频信号进行信号采集后，基于雷达信号算法获取目标θ平面角度、距离二维空间分布及速度信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个重复频率不同的光频梳中心频率相同，且重复频率大于中频线性扫频信号的最高频率，通过偏置点控制使马赫
‑
曾德尔调制器工作在最小工作点，两个光频梳分别实现抑制载波调制；所述扫频光频梳信号的扫频子信号由同一梳齿对应的正负一阶边带组成，且作为探测光信号的扫频光频梳信号的扫频子信号内正一阶边带对应的目标多普勒频移约等于负一阶边带对应的目标多普勒频移。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述携带目标信息的复中频信号由一系列位于[(m
‑
1/2)
∙∆
f
PFR
，(m+1/2)
∙∆
f
PFR
]内的复单频信号组成，其中m=
‑
M,
ꢀ‑
M+1,
…
,M
‑
1,M; M为单边光频梳梳齿个数，
∆
f
PFR
为双光频梳的重复频率差。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Rotman光透镜及后端光天线为平面光波导结构，Rotman光透镜及后端光天线在同一平面一体化集成，且平面
ϕ
平行于该平面；所述Rotman光透镜控制进入其输入端口的扫频光频梳信号通过后端光天线首先在
ϕ
平面指向
ϕ
j
, j=1,2,
…
,N，同时基于光天线的频率色散机理，光频梳不同梳齿扫频子信号同时通过光天线后，光波束在垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清水，尹坤，柴田，刘士圆，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：