本发明专利技术公开了一种基于FMCW激光器输出信号频率校正方法及校正系统，通过使用误差补偿的方法进行FMCW光源输出信号频率的校正。将激光器看作系统函数，将信号源作为激励，通过线性回归方程得到输出信号频率的线性拟合数据，再计算出原始输出信号频率和线性拟合数据之间的误差，将误差加载到线性拟合数据上，得到与原始输出信号频率变化趋势相反的校正数据作为信号源，最后将信号源输入到系统函数中，通过激光器的作用得到校正后的信号。此方法将非线性频率调制转化为线性频率调制，提高频谱分辨率和距离、速度计算准确率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电，具体涉及一种基于fmcw激光器输出信号频率校正方法及校正系统。
技术介绍
1、现有技术中，fmcw激光雷达可以实现对目标物的测距、测速功能，这是因为其核心部件中的fmcw光源具有线性频率调制的特点。为了实现距离和速度的解耦，通常采用三角波频率调制的方式，使得频率具有上扫频和下扫频两种趋势。当目标运动时，多普勒效应会导致回波光的距离频率产生偏移，上扫频段的距离频率减小，而下扫频段的距离频率增大，且两者的偏移量相同，均为多普勒频移。同时提取上下扫频段的频率值，然后两个频率之和的均值可以抵消多普勒效应的影响，用来测量距离，两个频率之差的均值可以测量目标速度。
2、要得到精确的距离和速度信息，需要fmcw激光器具有严格的线性频率调制特性。然而，由于激光波长和注入电流之间的非线性关系，电流影响增益介质的温度并导致波长波动以及其他的一些影响，激光器频率调制无法达到完全线性。这使得通过差频信号计算得到的距离和速度频谱出现展宽，导致频率分辩率降低，计算误差大。
3、因此，需要对激光器的输出信号频率进行校正，减小或消除非线性调频对距离、速度测量的不利影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于fmcw激光器输出信号频率校正方法，用于解决现有技术中激光器非线性调频导致计算误差大的技术问题。
2、本专利技术还提供一种实现基于fmcw激光器输出信号频率校正方法的校正系统。
3、本专利技术解决其技术问题的技术方案为：
>4、一种基于fmcw激光器输出信号频率校正方法，原始输出信号的上扫频部分、下扫频部分处理方法相同、处理时间不同步，具体包括以下步骤：5、s1：根据原始输出信号得到原始输出信号扫频部分的线性回归方程；
6、s2：根据原始输出信号扫频部分的线性回归方程求出标准数据；
7、s3：对原始输出信号扫频部分数据、标准数据求差得到误差数据，根据误差数据得到校正数据；
8、s4：将校正数据输入至系统函数得到校正输出信号，判断校正输出信号扫频部分与标准数据之间的相关系数是否大于0.999，若是，输出校正输出信号，若否，进入步骤s5；
9、s5：将校正输出信号作为原始输出信号，重复步骤s1-s4。
10、所述校正数据与原始输出信号频率具有相反变化趋势。
11、所述原始输出信号为具有非线性频率调制特性的三角波调频信号。
12、所述校正数据为调制信号源。
13、所述系统函数为fmcw激光器。
14、一种用于实现基于fmcw激光器输出信号频率校正方法的校正系统，包括：fmcw激光器，用于产生频率调制的连续的激光光源；
15、信号源，用于为fmcw激光器调制信号，产生频率为对称三角波调制的连续光源；
16、可调谐激光器，用于将其激光波长与fmcw激光器波长调节一致，产生拍频信号；
17、光谱仪，用于观察可调谐激光器与fmcw激光器波长是否一致；
18、耦合器，用于将fmcw激光器与可调谐激光器的输出光源信号进行耦合，产生差频信号；
19、探测器，用于检测并接收差频信号，并将光信号转化为电信号；
20、示波器，用于观察差频信号的波形，并将当前信号存储；
21、计算机，用于控制可调谐激光器的输出波长，运行matlab软件对输出信号进行时频分析；
22、所述耦合器分别与fmcw激光器、光谱仪、探测器、可调谐激光器通过光纤连接；所述fmcw激光器与信号源电连接，所述探测器分别与电源、示波器电连接；所述可调谐激光器与计算机电连接。
23、所述探测器采用平衡探测器。
24、本专利技术的有益效果为：通过使用误差补偿的方法进行fmcw光源输出信号频率的校正。将激光器看作系统函数，将信号源作为激励，通过线性回归方程得到输出信号频率的线性拟合数据，再计算出原始输出信号频率和线性拟合数据之间的误差，将误差加载到线性拟合数据上，得到与原始输出信号频率变化趋势相反的校正数据作为信号源，最后将信号源输入到系统函数中，通过激光器的作用得到校正后的信号。此方法将非线性频率调制转化为线性频率调制，减少计算误差，提高计算准确率。另外该校正方法简单，每次循环过程只进行线性回归计算，输出信号波形和线性回归标准数据之间的误差计算以及误差的加载，算法的时间复杂度较低，能够适应高采样率条件下海量数据的计算。
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【技术保护点】
1.一种基于FMCW激光器输出信号频率校正方法，其特征在于，原始输出信号的上扫频部分、下扫频部分处理方法相同、处理时间不同步，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于FMCW激光器输出信号频率校正方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于FMCW激光器输出信号频率校正方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的基于FMCW激光器输出信号频率校正方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的基于FMCW激光器输出信号频率校正方法，其特征在于：
6.一种用于实现基于FMCW激光器输出信号频率校正方法的校正系统，其特征在于，包括：FMCW激光器，用于产生频率调制的连续的激光光源；
7.根据权利要求6所述的用于实现基于FMCW激光器输出信号频率校正方法的校正系统，其特征在于：所述探测器采用平衡探测器。
【技术特征摘要】
1.一种基于fmcw激光器输出信号频率校正方法，其特征在于，原始输出信号的上扫频部分、下扫频部分处理方法相同、处理时间不同步，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于fmcw激光器输出信号频率校正方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的基于fmcw激光器输出信号频率校正方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的基于fmcw激光器输出信号频率校...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，封治华，张鹏飞，张福领，沈静，魏龙超，赵渊明，阮友田，韩文杰，张辉，康朝阳，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十七研究所，
类型：发明
国别省市：
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