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利用同相/正交相位(IQ)处理的用于减轻相干LIDAR系统中的重影的技术技术方案

技术编号:39960364 阅读:15 留言:0更新日期:2024-01-08 23:59
一种光检测和测距(LIDAR)系统,用于向LIDAR系统的视场中的目标发射包括至少一个上啁啾频率和至少一个下啁啾频率的光束,并接收从目标反射的上啁啾和下啁啾的返回信号。LIDAR系统可对一个或多个返回信号执行IQ处理,以便在至少一个所述上啁啾和至少一个所述下啁啾期间在返回信号的频域中生成基带信号。基带信号包括与所述至少一个上啁啾频率相关的第一组峰值和与所述至少一个下啁啾频率相关的第二组峰值。LIDAR系统利用第一组峰值和第二组峰值确定目标位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开内容总体上涉及lidar(光检测和测距)系统,尤其是涉及相干lidar系统中的重影减轻。


技术介绍

1、lidar系统,如频率调制连续波(fmcw)lidar系统,使用可调谐红外激光器对目标进行频率啁啾照明,并且使用相干接收器来检测来自与发射信号的本地副本组合的目标的反向散射或反射光。将本地副本与被到达目标并返回的往返时间延迟的返回信号(例如,一返回的信号)混合,在接收器处以与到达系统的视场中的各目标的距离成比例的频率生成信号。可以使用频率的上扫频(upsweep)和频率的下扫频(downsweep)来对检测目标的距离和速度进行检测。然而,当lidar系统和目标(或多个目标)中的一者或多者正在移动时,出现将与各目标相对应的峰值相关联的问题。


技术实现思路

1、本公开描述了相干lidar系统中的用于重影减轻的系统和方法的示例。

2、根据一个方面,本公开涉及一种方法。该方法包括:向光检测和测距(lidar)系统的视场中的目标发射一个或多个光束,所述一个或多个光束包括至少一个上啁啾频率和至少一个下啁啾频率。该方法还包括从目标接收基于所述一个或多个光束的一组返回信号。该方法还包括确定与目标相关的峰值是否在一组或多组频率范围内,所述一组或多组频率范围包括与准确计算目标的位置或速率的较低可能性相对应的信号属性值。该方法还包括:如果与目标相关的峰值在所述一组或多组频率范围内,则对一个或多个所接收的信号执行同相正交相位(iq)处理。所述一组返回信号包括从由目标与lidar系统之间的相对运动引起的所述至少一个上啁啾频率偏移的多普勒偏移上啁啾频率,以及从由目标与lidar系统之间的相对运动引起的所述至少一个下啁啾频率偏移的多普勒偏移下啁啾频率。多普勒偏移上啁啾频率和多普勒偏移下啁啾频率产生与和目标的目标位置相对应的所述至少一个上啁啾频率相关的第一组峰值,以及产生与和目标的目标位置相对应的所述至少一个下啁啾频率相关的第二组峰值。该方法还包括利用第一组峰值和第二组峰值确定目标位置、目标速度和目标反射率中的一者或多者。

3、在一个实施例中,第一组峰值包括第一真峰值和第一映像峰值,第二组峰值包括第二真峰值和第二映像峰值,iq处理降低第一映像峰值的第一幅值和第二映像峰值的第二幅值。

4、在一个实施例中,利用第一组峰值和第二组峰值确定目标位置包括:从第一组峰值中选择第一真峰值,从第二组峰值中选择第二真峰值;以及基于第一真峰值和第二真峰值确定目标位置。

5、在一个实施例中,所述一组或多组频率范围基于lidar系统的自我速度。

6、在一个实施例中,执行iq处理包括:基于所述一组返回信号生成第一信号和第二信号,其中第一信号从第二信号偏移90度;生成第三信号,其中第三信号包括第一信号和虚数单位的组合;以及组合第三信号和第二信号,以生成组合信号。

7、在一个实施例中,执行iq处理进一步包括:对组合信号进行快速傅立叶变换。

8、在一个实施例中,组合第三信号和第二信号包括:

9、对于上啁啾,从所述第二信号中减去所述第三信号,并且对于下啁啾,将所述第三信号加到所述第二信号中;或对于上啁啾,将所述第三信号加到所述第二信号中,并且对于下啁啾,从所述第二信号中减去所述第三信号。

10、在一个实施例中,从所述第二信号中减去所述第三信号并且对于下啁啾,将所述第三信号加到所述第二信号中缩小了这样的频率范围,所述频率范围被处理以确定目标位置、目标速度和目标反射率中的一者或多者。

11、在一个实施例中,该方法还包括:如果与目标相关的峰值不在所述一组或多组频率范围内,则避免使用同相正交相位(iq)电路。

12、根据一个方面,本公开涉及一种光检测和测距(lidar)系统。该lidar系统包括光学扫描器,用于向lidar系统的视场中的目标发射包含至少一个上啁啾频率和至少一个下啁啾频率的一个或多个光束,并接收基于所述一个或多个光束的一组返回信号。该lidar系统还包括与光学扫描器耦合的光学处理系统,用于从返回信号生成时域中的基带信号,所述基带信号包括与lidar目标距离相对应的频率。该lidar系统还包括与光学处理系统耦合的信号处理系统。所述信号处理系统包括处理装置和存储器,所述存储器用于存储指令,当所述指令被处理装置执行时,使得lidar系统确定与目标相关的峰值是否在一组或多组频率范围内,所述一组或多组频率范围包括与准确计算目标的位置或速率的较低可能性相对应的信号属性值,如果与目标相关的峰值在所述一组或多组频率范围内,则对一个或多个所接收的信号执行同相正交相位(iq)处理,其中,所述一组返回信号包括从由目标与lidar系统之间的相对运动引起的所述至少一个上啁啾频率偏移的多普勒偏移上啁啾频率,以及从由目标与lidar系统之间的相对运动引起的所述至少一个下啁啾频率偏移的多普勒偏移下啁啾频率,多普勒偏移上啁啾频率和多普勒偏移下啁啾频率产生与和目标的目标位置相对应的所述至少一个上啁啾频率相关的第一组峰值,以及产生与和目标位置相对应的所述至少一个下啁啾频率相关的第二组峰值,并且,利用第一组峰值和第二组峰值确定目标位置、目标速度和目标反射率中的一者或多者。

13、在一个实施例中,第一组峰值包括第一真峰值和第一映像峰值,第二组峰值包括第二真峰值和第二映像峰值,并且iq处理降低第一映像峰值的第一幅值和第二映像峰值的第二幅值。

14、在一个实施例中,为了利用第一组峰值和第二组峰值确定目标位置,lidar系统还:从第一组峰值中选择第一真峰值,从第二组峰值中选择第二真峰值;以及根据第一真峰值和第二真峰值确定目标位置。

15、在一个实施例中,所述一组或多组频率范围根据lidar系统的自我速度而变化。

16、在一个实施例中,为了执行iq处理,lidar系统进一步:根据所述一组返回信号生成第一信号和第二信号,其中第一信号从第二信号偏移90度;生成第三信号,其中第三信号包括第一信号和虚数单位的组合;以及组合第三信号和第二信号,以生成组合信号。

17、在一个实施例中,为了执行iq处理,lidar系统进一步对组合信号进行快速傅立叶变换。

18、在一个实施例中,为了组合第三信号和第二信号,lidar系统进一步:对于上啁啾,从所述第二信号中减去所述第三信号,并且对于下啁啾,将所述第三信号加到所述第二信号中;或对于上啁啾,将所述第三信号加到所述第二信号中,并且对于下啁啾,从所述第二信号中减去所述第三信号。

19、在一个实施例中,从所述第二信号中减去所述第三信号并且对于下啁啾,将所述第三信号加到所述第二信号中缩小了这样的频率范围,所述频率范围被处理以确定目标位置、目标速度和目标反射率中的一者或多者。

20、在一个实施例中,所述lidar系统还设置成:如果与目标相关的峰值不在所述一组或多组频率范围内,则避免使用同相正交相位(iq)电路。

21、根据一个方面,本公开涉及一种光检测和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,

3.根据权利要求2所述的方法,其中,利用所述第一组峰值和所述第二组峰值确定目标位置包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述一组或多组频率范围基于所述LIDAR系统的自我速度。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,执行IQ处理包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其中,执行IQ处理进一步包括:

7.根据权利要求5所述的方法,其中,组合所述第三信号和所述第二信号包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其中,对于上啁啾从所述第二信号中减去第三信号并且对于下啁啾将所述第三信号加到所述第二信号中缩小了如下的频率范围,即,所述频率范围被处理以确定目标位置、目标速度和目标反射率中的一者或多者。

9.根据权利要求1所述的方法,还包括:

10.光检测和测距(LIDAR)系统,包括:

11.根据权利要求10所述的LIDAR系统,其中,

12.根据权利要求11所述的LIDAR系统,其中,为了利用所述第一组峰值和所述第二组峰值确定目标位置,所述LIDAR系统还:

13.根据权利要求10所述的LIDAR系统,其中,所述一组或多组频率范围根据LIDAR系统的自我速度而变化。

14.根据权利要求10所述的LIDAR系统,其中,为了执行IQ处理,所述LIDAR系统进一步:

15.根据权利要求14所述的LIDAR系统,其中,为了执行IQ处理,所述LIDAR系统进一步:

16.根据权利要求14所述的LIDAR系统,其中,为了组合所述第三信号和所述第二信号,所述LIDAR系统进一步:

17.根据权利要求16所述的LIDAR系统,其中,对于上啁啾从所述第二信号中减去所述第三信号并且对于下啁啾将所述第三信号加到所述第二信号中缩小了如下的频率范围,即,所述频率范围被处理以确定目标位置、目标速度和目标反射率中的一者或多者。

18.根据权利要求10所述的LIDAR系统,其中,所述LIDAR系统还设置成:

19.一种光检测和测距(LIDAR)系统,所述系统包括:

20.根据权利要求19所述的LIDAR系统,其中,

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,

3.根据权利要求2所述的方法,其中,利用所述第一组峰值和所述第二组峰值确定目标位置包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述一组或多组频率范围基于所述lidar系统的自我速度。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,执行iq处理包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其中,执行iq处理进一步包括:

7.根据权利要求5所述的方法,其中,组合所述第三信号和所述第二信号包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其中,对于上啁啾从所述第二信号中减去第三信号并且对于下啁啾将所述第三信号加到所述第二信号中缩小了如下的频率范围,即,所述频率范围被处理以确定目标位置、目标速度和目标反射率中的一者或多者。

9.根据权利要求1所述的方法,还包括:

10.光检测和测距(lidar)系统,包括:

11.根据权利要求10所述的lidar系统,其中,

12.根据权利要求11所述的lidar系统,其中,为了利用所述第一组峰...

【专利技术属性】
技术研发人员:E·约翰J·克劳斯·皮林K·B·维斯瓦纳坦R·T·穆尔蒂J·纳卡穆拉C·古斯蒂尼
申请(专利权)人:艾瓦公司
类型:发明
国别省市:

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