CN101320086A - 一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置和方法。该装置主要包括：信号存储模块，用于存储被测目标的回波信号，该回波信号为经过A/D转换后的数字信号；DSP模块，用于读取所述信号存储模块中的回波信号并进行FFT，求得信号的功率谱，根据所述功率谱得到粗估计频率值；对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，根据该自相关函数得到校正频率值，将所述粗估计频率值和校正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率计算出所述被测目标的运动速度。本发明将自相关技术与基于频偏校正的频率估计改进算法相结合，可以有效地计算出被测目标的速度。

Description

一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置和方法

技术领域

本发明涉及光学和电子应用领域，尤其涉及一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置和方法。

背景技术

激光雷达是以激光波束为信息载体的雷达。激光雷达不仅可精确测距，而且还能精确测速、精确跟踪和高分辨率成像。激光雷达的应用场合非常广泛，可用于军事、航天和工业生产等多个领域。

多普勒测速激光雷达是以光学多普勒效应为基础的一种激光雷达，可以用来测量液体、气体的流动速度或固体目标的运动速度，在科学和工业技术中有非常广泛的应用。

多普勒测速激光雷达采用主动探测方式，系统发射一定波形的激光照射到被测目标上，通过对被测目标反射或散射的回波信号进行检测，获得被测目标的速度信息。多普勒测速激光雷达的探测形式可分为直接探测和相干探测两种。

在外差相干探测多普勒测速激光雷达中，在接收到回波信号后，对该回波信号进行放大、滤波等处理后得到输出的多普勒信号，该多普勒信号频率ω_D与被测目标的被测速度

之间存在如下的计算公式：

公式1

上述公式中的θ为光束传播方向与被测目标的运动方向之间的夹角。

现有技术中的第一种获取上述多普勒信号频率的方法为：计数法(过零检测法)。该方法的主要工作原理为：从一个过零点开始以非常高的时钟脉冲对多普勒信号进行计数，来获取多普勒信号中的N个信号周期所需的时间(固定周期数计数法)；或者，获取多普勒信号中的一定时间长度内的信号周期个数(固定闸门时间计数法)。然后，根据获取的上述时间或信号周期个数信息得到多普勒信号频率。

现有技术中的第一种获取上述多普勒信号频率的方法的缺点为：该方法对噪声比较敏感，不适用于噪声较强的情况。并且测量精度要受计数误差、晶体振荡频率误差的影响。

现有技术中的第二种获取上述多普勒信号频率的方法为：双钳位自相关法。该方法的主要工作原理为：获取回波信号的自相关函数：

$R_{\mathrm{xx}}\left(j\right)=\frac{1}{R\left(0\right)}\underset{i=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(i\right)x(i+j)$

上述公式中的x(i)和x(i+j)分别为回波信号x(t)的离散N位和M位采样值。R(j)是j个采样延时的自相关函数。若N和M大于1，则为多位自相关。若N大于1，而M等于1，则是单钳位自相关，若N和M都等于1，则是双钳位自相关。一个无量纲的理想自相关系数1/R(0)的值应该为1。

由于信号和噪声是相互独立的过程，根据相关函数的定义，信号只与信号本身相关，而与噪声不相关。因此，该方法计算出双钳位自相关情况下的上述回波信号的自相关函数的频率，根据自相关函数的性质，该频率与上述多普勒信号频率相同。

现有技术中的第二种获取上述多普勒信号频率的方法的缺点为：该方法不适用于噪声较强的情况，对于信噪比较低的应用场合，获得的速度测量精度较差。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置和方法，从而可以解决现有技术方案中噪声门限高、测量结果的精度较差的缺点。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置，包括：

信号存储模块，用于存储被测目标的回波信号，该回波信号为经过模数A/D转换后的数字信号；

数据信号处理DSP模块，用于读取所述信号存储模块中的回波信号并进行快速傅立叶变换FFT，求得信号的功率谱，根据所述功率谱得到粗估计频率值；对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，根据该自相关函数得到校正频率值，将所述粗估计频率值和校正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率计算出所述被测目标的运动速度。

一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理方法，包括：

对被测目标返回的经过A/D转换后的回波信号进行FFT，根据FFT后的回波信号的功率谱获取所述回波信号的粗估计频率值，对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，根据该自相关函数得到所述回波信号的校正频率值；

将所述信号频率粗估计值和校正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率计算出所述被测目标的运动速度。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例将自相关技术与基于频偏校正的频率估计改进算法相结合，可以有效地计算出被测目标的速度，并且保证测量结果的精度，通过采取减少算法计算量的措施，提高系统的实时性。

附图说明

图1为本发明实施例所述多普勒测速激光雷达的回波处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述多普勒测速激光雷达的回波处理方法的一种处理流程图；

图3为本发明实施例所述频偏校正改进算法的处理流程图。

具体实施方式

在本发明实施例中，预先设定不同的滤波频率范围分别对应不同的采样率，并且相邻的滤波频率范围之间互相重叠，将各个滤波频率范围和对应的采样率进行关联保存。

根据所述放大后的回波信号的初始频率值，查询预先设定的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，获取所述初始频率值对应的滤波频率范围和采样率，按照该滤波频率范围对所述回波信号进行带通滤波，按照所述采样率对所述滤波处理后的回波信号进行采样，将采样获取的模拟回波信号转换为数字信号，将该数字信号进行存储。

对所述存储的数字的回波信号进行读取，对读取的的回波信号进行2倍采样点的FFT(快速傅立叶变换，Fast Fourier Transform)，求取FFT后的回波信号的功率谱，搜索该功率谱的最大谱峰对应的离散谱线，根据该离散谱线、采样率和采样点数计算出所述回波信号的粗估计频率值；

对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，利用所述信号频率粗估计值对该自相关函数进行移频处理，求取移频后信号的自相关函数在指定点的自相关值，根据该自相关值计算出所述回波信号的校正频率值。

将所述信号频率粗估计值和校正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率计算出所述被测目标的运动速度。

进一步地，判断所述多普勒频率与当前滤波频率范围、采样率是否对应，如果是，则按照所述当前滤波频率范围、采样率继续采集后续回波信号；否则，按照重新选择的所述多普勒频率对应的滤波频率范围和采样率继续采集后续回波信号。

本发明实施例所述多普勒测速激光雷达的回波处理装置的结构示意图如图1所示，包括如下模块：放大处理模块、滤波处理模块、A/D转换模块、信号存储模块、DSP(数据信号处理，Digital Signal Processing)模块、显示模块等。

放大处理模块，用于接收多普勒测速激光雷达中的探测器输出的回波信号，将该回波信号放大到适合A/D转换的幅度，将放大后的回波信号传输给滤波处理模块。探测器输出的回波信号具有较大的带宽，大约为25MHz，且含有较大的噪声，因此，该放大处理模块必须包含大带宽、低噪声的放大电路。

滤波处理模块，用于接收放大处理模块传输的放大后的回波信号，对该回波信号中的噪声、杂波和干扰进行滤波处理，该噪声包括散粒噪声、热噪声和量化噪声等多种噪声。将进行了滤波处理后的回波信号传输给A/D转换模块。滤波处理模块在进行滤波处理时，可以根据所述回波信号的粗测频率值查询预先设定的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，获取所述频率值对应的滤波频率范围，按照该滤波频率范围对所述回波信号进行带通滤波。包括：采样率和滤波频率范围分段设置模块。

A/D转换模块，用于接收滤波处理模块输出的进行了滤波处理后的模拟的回波信号，根据该模拟的回波信号的频率值预先设定的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，获取所述频率值对应的采样率，按照该采样率对所述模拟的回波信号进行采样，将采样获取的模拟的回波信号转换为数字的回波信号，将该数字的回波信号传输给信号存储模块。包括：采样率和滤波频率范围分段设置模块。

信号存储模块，用于接收A/D转换模块传输的数字的回波信号。该信号存储模块可以通过FPGA(现场可编程门阵列，Field Programmable GateArray)来实现。

DSP模块，用于读取所述信号存储模块中的回波信号并进行FFT，根据FFT后的回波信号的功率谱谱峰值获取粗估计频率值，对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，根据该自相关函数得到频率较正值，将所述粗估计频率值和较正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率计算出所述被测目标的运动速度。包括：信号读取模块、粗估计频率值计算模块、校正频率值计算模块、运动速度获取模块和当前滤波频率范围和采样率控制模块。

显示模块，用于将所述DSP模块所获取的被测目标的运动速度通过液晶等方式进行显示。

上述的滤波处理模块和A/D转换模块中的采样率和滤波频率范围分段设置模块，用于设定不同的滤波频率范围分别对应不同的采样率，并且各段滤波频率范围中的相邻两段之间互相重叠，将各个滤波频率范围和对应的采样率进行关联保存。

上述的DSP模块中的信号读取模块，用于对所述信号存储模块中存储的回波信号进行读取。

上述的DSP模块中的粗估计频率值计算模块，用于对所述信号读取模块所读取的回波信号进行2倍采样点的FFT，求取回波信号的功率谱，搜索该功率谱的最大谱峰对应的离散谱线，根据该离散谱线、采样率和采样点数计算出粗估计频率值；

上述的DSP模块中的校正频率值计算模块，用于对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，利用所述信号频率粗估计值对该自相关函数进行移频处理，求取移频后的自相关函数在指定点的自相关值，根据该自相关值计算出校正频率值；

上述的DSP模块中的运动速度获取模块，用于将所述粗估计频率值和校正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率以及激光束与被测目标的运动方向之间的夹角计算出所述被测目标的运动速度。

上述的DSP模块中的当前滤波频率范围和采样率控制模块，用于判断运动速度计算模块获取的多普勒频率与当前滤波频率范围和采样率是否对应，如果是，则维持当前滤波频率范围和采样率不变；否则，根据所述运动速度计算模块获取的多普勒频率查询预先设定的滤波频率范围和采样率的对应关系，重新确定当前滤波频率范围和采样率。

上述DSP模块可以设置在PC(个人计算机，Personal Computer)机中，信号存储模块通过USB接口或RS-232接口将存储的回波信号传输给PC机，通过PC中DSP模块进行上述计算被测目标的运动速度的处理过程。

本发明实施例所述多普勒测速激光雷达的回波处理方法的一种处理流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤2-1、对探测到的回波信号进行放大，根据放大后的回波信号的频率值和预先设定的滤波频率范围和采样率的对应关系，获取放大后的回波信号对应的滤波频率范围，并进行滤波处理。

多普勒测速激光雷达中的探测器探测到目标的回波信号后，将该回波信号传输给放大处理模块。该回波信号具有较大的带宽，大约为25MHz，且含有较大的噪声。

放大处理模块将上述回波信号放大到适合A/D转换的幅度，将放大后的回波信号传输给滤波处理模块。上述放大处理模块必须包含大带宽、低噪声的放大电路。

如果在整个测量频率范围内采用同一种采样率对上述回波信号进行采样，则在对测量频率范围的下限频率进行离散频谱分析时所需的FFT(快速傅立叶变换)点数将非常大。为解决该问题，在本发明实施例中，预先设定不同滤波频率范围对应不同的采样率，对采样率按照不同滤波频率范围分6段设置，该采样率分段设置的情况如下述表1所示，系统上电时，默认采样率为80MSPS，对应的带通滤波频率范围为1kHz-25MHz：

表1：采样率分段设置

段号	带通滤波频率范围(Hz)	采样率(SPS)
			1	1k～10k	40k
2	8k～80k	320k
			3	70k～700k	2.8M
4	600k～6M	24M
			5	5M～12M	48M
6	10M～25M	80M
			默认	1k～25M	80M

将每个滤波频率范围对应的频率分辨率与频率范围的下限值的比值设定为固定值，这样在后续的信号频谱分析中，就可以采用通用的算法程序在每个滤波频率范围，对采样获取的回波信号分别进行离散频谱分析处理，从而降低频谱分析的难度，并且可以使信号处理算法的相对精度稳定在一个近似相同的水平。相邻的两个滤波频率范围之间存在相互重叠，可以避免在频率分界点附近，采样率的频繁切换。

滤波处理模块接收到放大处理模块传输的放大后的回波信号后，按照上述表1中默认的滤波频率范围对该回波信号中的噪声、杂波和干扰进行滤波处理，该噪声包括散粒噪声、热噪声和量化噪声等多种噪声。将进行了滤波处理后的回波信号传输给A/D转换模块。

滤波处理模块在进行滤波处理时，可以按照预先设定的滤波频率范围通过两个双四选一模拟开关切换进行分段滤波处理，从而进一步地滤除非信号频段的干扰和防止频率混叠，进一步提高系统的信噪比。

步骤2-2、根据滤波处理后的回波信号的频率值和预先设定的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，获取滤波处理后的回波信号对应的采样率，并进行采样处理，将采样后的回波信号转换为数字信号，并进行存储。

A/D转换模块接收上述进行了滤波处理后的回波信号，按照上述表1中默认的采样率对该回波信号进行采样处理，将采样后的回波信号转换为数字信号，通过DSP模块进行粗测获取该数字信号的初始频率值。根据所述初始频率值，查询上述表1所示的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，获取所述初始频率值对应的滤波频率范围和采样率，并作为当前滤波频率范围和采样率。

按照所述当前滤波频率范围，滤波处理模块重新对上述放大处理模块传输的放大后的回波信号进行带通滤波，A/D转换模块再按照所述当前采样率对所述滤波处理后的回波信号进行采样，将采样获取的模拟回波信号转换为数字信号，将该数字信号传输给FPGA模块，并存储在FPGA模块中的RAM(随机存取存储器，Random Access Memory)中。

由于上述回波信号的频率值是变化的，当该频率值变化到另外一个频率范围内时，则滤波处理模块和A/D转换模块需要根据变化后的频率值查询上述表1所示的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，重新获取当前滤波频率范围和采样率。

FPGA模块产生不同频率的方波信号作为A/D转换模块的时钟信号，以控制A/D转换模块在表1所述的六种采样率下完成回波信号的采集。

步骤2-3、对采样后存储的回波信号运用将自相关技术与基于频偏校正的频率估计相结合的频率估计改进算法获取多普勒信号的频率，进而计算出目标速度值。

DSP模块从FPGA模块中的RAM区读取采集数据，对采集数据运用基于频偏校正的频率估计改进算法估计出多普勒信号的频率。该频率估计改进算法的处理流程如图3所示，具体处理过程如下：

DSP模块启动一次采集过程，默认滤波频率范围为1kHz～25MHz，采样率f_s为最大值(即为80M)，一次从FPGA模块中的RAM区读取N点采样数据。对于较短的采样间隔T＝N/f_s(N为采样点数，f_s为采样频率)内的采样数据，可以看作幅值恒定，则得到的离散采样序列为：

上述信号x(n)中的a为采样信号幅度，f₀为信号频率，φ₀为信号的初始相位，u(n)为零均值的高斯白噪声。

对上述信号x(n)，n＝0，1，2，…N-1补N个零，并对信号x(n)做2N点FFT，求取信号的功率谱。该2N点FFT需要N(1+log₂N)次复数乘法和2N(1+log₂N)次复数加法。

在0～f_s/2范围内搜索功率谱中的最大谱峰对应的离散谱线k₀，并求得对应的频率值 ${\hat{f}}_0=k_0{f}_s/\left(2N\right),$ 将该

作为多普勒信号的粗估计频率值。上述谱峰搜索过程仅需要很小的运算量。

然后，再对功率谱做逆变换得到x(n)的自相关函数r(n)，n＝0，1，2，…2N-1。上述逆变换需要与做2N点FFT同样次数的乘法和加法。

由于信号和噪声是相互独立的过程，根据相关函数的定义，信号只与信号本身相关与噪声不相关，而噪声之间一般也是不相关的，r(n)与原信号x(n)具有相同的频率，因此，对采集数据进行自相关运算可以有效的去除干扰，提高信号的信噪比，而且不影响信号的频率特性。

用粗估计得到的频率值

创建一个N点的新序列：

$w\left(n\right)=e^{j(-2\mathrm{\π}{\hat{f}}_{0}n)},$ n＝0，1，2，…2N-1

将该新序列与自相关函数相乘，即对自相关函数进行移频处理，得到 $y\left(n\right)=r\left(n\right)\·w\left(n\right)=a^2{e}^{j2\mathrm{\π}{f}_{\mathrm{\Δ}}\mathrm{n\Δ}},$ n＝0，1，2，…2N-1

设最终的多普勒信号的频率值为f₀，频率偏差 $f_{\mathrm{\Δ}}=f_0-{\hat{f}}_0.$ 求取y(n)的自相关函数在m点的自相关值h：

$h=(2N-m)a^4{e}^{j2\mathrm{\π}{f}_{\mathrm{\Δ}}\mathrm{n\Δ}}$

h的相位φ＝2πf_Δm为f_Δ的一次函数，且相位φ＜π，因此，利用h的反正切值可以无模糊的得到：

f_Δ＝φ/2πm

进而可以得到：

$f_0={\hat{f}}_0+f_{\mathrm{\Δ}}$

在实际应用中，可以取m＝N，则：

$h={\mathrm{Na}}^4{e}^{j2\mathrm{\π}(f_0-{\hat{f}}_0)\mathrm{N\Δ}}=r\left(N\right)e^{j(-2\mathrm{\π}{\hat{f}}_0\mathrm{N\Δ})}$

其中r(N)可以根据自相关函数r(n)得出，且由FFT因子的对称性可知

这样，

就可以省去N次复数乘法运算。

查询上述表1获得上述f₀对应的滤波频率范围和采样率。然后，按照该查询得到的滤波频率范围和采样率继续采集数据，继续运用基于频偏校正的频率估计改进算法重新获取多普勒信号的频率。判断该重新获取的频率是否上述f₀对应的频率范围，如果是，则按照当前的滤波频率范围和采样率继续采集后续数据；否则，查询上述表1获得上述重新获取的频率对应的滤波频率范围和采样率，并作为当前滤波频率范围和采样率，按照该当前滤波频率范围和采样率继续采集数据。

最后，按照上述公式1，根据多普勒信号的频率f₀计算出被测目标的目标速度值。

DSP模块将得到的目标速度值输出给液晶显示模块进行显示，并且将目标速度值输出给FPGA模块进行保存。

上述DSP模块可以设置在PC机中，此时，PC机通过通信接口从FPGA模块读取数据，运用上述基于频偏校正的频率估计改进算法获取多普勒信号的频率，计算出被测目标的目标速度值。

综上所述，本发明实施例将自相关技术与基于频偏校正的频率估计算法相结合，可以有效地计算出被测目标的运动速度，保证在整个频段范围内的测量结果的误差比较平缓，性能稳定，能够适用于噪声较强的情况。并有效利用进行频率粗估计时得到的信号功率谱，减少整个算法的计算量。

本发明实施例采用分段滤波与变采样率相结合，可以有效的提高信噪比，并且每个分段的频率分辨率对本段的频率下限的比值都近似处于相同的水平，使得在DSP模块中可采用通用的算法进行处理，达到相同的估计精度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置，其特征在于，包括：

信号存储模块，用于存储被测目标的回波信号，该回波信号为经过模数A/D转换后的数字信号；

数据信号处理DSP模块，用于读取所述信号存储模块中的回波信号并进行快速傅立叶变换FFT，求得信号的功率谱，根据所述功率谱得到粗估计频率值；对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，根据该自相关函数得到校正频率值，将所述粗估计频率值和校正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率计算出所述被测目标的运动速度。

2、根据权利要求1所述的多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

滤波处理模块，用于接收放大处理后的回波信号，根据所述回波信号的频率值查询预先设定的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，获取所述频率值对应的滤波频率范围，按照该滤波频率范围对所述回波信号进行带通滤波，将滤波处理后的回波信号传输给A/D转换模块；

A/D转换模块，用于根据所述回波信号的频率值查询预先设定的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，获取所述频率值对应的采样率，按照该采样率对所述滤波处理模块输出的回波信号进行采样，将采样获取的模拟的回波信号转换为数字的回波信号，将该数字的回波信号传输给信号存储模块。

3、根据权利要求2所述的多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

放大处理模块，用于接收多普勒测速激光雷达中的探测器输出的回波信号，将该回波信号放大到适合模数转换的幅度，将放大后的回波信号传输给滤波处理模块；

显示模块，用于将所述DSP模块所获取的被测目标的运动速度进行显示。

4、根据权利要求1至3任一项所述的多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置，其特征在于，所述的滤波处理模块和A/D转换模块包括：

采样率和滤波频率范围分段设置模块，用于设定不同的滤波频率范围分别对应不同的采样率，并且各段滤波频率范围中的相邻两段之间互相重叠，将各个滤波频率范围和对应的采样率进行关联保存。

5、根据权利要求4所述的多普勒测速激光雷达的回波信号处理装置，其特征在于，所述的DSP模块具体包括：

信号读取模块，用于对所述信号存储模块中存储的回波信号进行读取；

粗估计频率值计算模块，用于对所述信号读取模块所读取的回波信号进行2倍采样点的FFT，求取FFT后的回波信号的功率谱，搜索该功率谱的最大谱峰对应的离散谱线，根据该离散谱线、采样率和采样点数计算出所述回波信号的粗估计频率值；

校正频率值计算模块，用于对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，利用所述粗估计频率值对该自相关函数进行移频处理，求取移频处理后信号的自相关函数在指定点的自相关值，根据该自相关值计算出所述回波信号的校正频率值；

运动速度获取模块，用于将所述信号频率粗估计值和校正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率和激光束与被测目标的运动方向之间的夹角计算出所述被测目标的运动速度；

当前滤波频率范围和采样率控制模块，用于判断运动速度计算模块获取的多普勒频率与当前滤波频率范围和采样率是否对应，如果是，则维持当前滤波频率范围和采样率不变；否则，根据所述运动速度计算模块获取的多普勒频率查询预先设定的滤波频率范围和采样率的对应关系，重新确定当前滤波频率范围和采样率。

6、一种多普勒测速激光雷达的回波信号处理方法，其特征在于，包括：

对被测目标返回的经过A/D转换后的回波信号进行FFT，根据FFT后的回波信号的功率谱获取所述回波信号的粗估计频率值，对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，根据该自相关函数得到所述回波信号的校正频率值；

将所述信号频率粗估计值和校正频率值相加得到所述回波信号的多普勒频率，根据该多普勒频率计算出所述被测目标的运动速度。

7、根据权利要求6所述的多普勒测速激光雷达的回波信号处理方法，其特征在于，所述方法之前还包括：

接收多普勒测速激光雷达中的探测器输出的回波信号，将该回波信号放大到适合模数转换的幅度，对放大后的回波信号按照默认的滤波频率范围和采样率分别进行滤波处理和采样，对采样的回波信号进行粗测得到回波信号的初始频率值；

根据所述初始频率值，查询预先设定的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，获取所述初始频率值对应的滤波频率范围和采样率，按照该滤波频率范围对所述放大后的回波信号进行带通滤波，按照所述采样率对所述滤波处理后的回波信号进行采样，将采样获取的模拟回波信号转换为数字信号，将该数字信号进行存储。

8、根据权利要求7所述的多普勒测速激光雷达的回波信号处理方法，其特征在于，所述预先设定的各段滤波频率范围中的相邻两段之间互相重叠。

9、根据权利要求7或8所述的多普勒测速激光雷达的回波信号处理方法，其特征在于，所述的对被测目标返回的经过A/D转换后的回波信号进行FFT，根据FFT后的回波信号的功率谱获取所述回波信号的粗估计频率值，对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，根据该自相关函数得到所述回波信号的校正频率值的过程，具体包括：

对所述存储的数字的回波信号进行读取，对读取的回波信号进行2倍采样点的FFT，求取FFT后的回波信号的功率谱，搜索该功率谱的最大谱峰对应的离散谱线，根据该离散谱线、采样率和采样点数计算出所述回波信号的粗估计频率值；

对所述功率谱进行逆FFT得到所述回波信号的自相关函数，利用所述粗估计频率值对该自相关函数进行移频处理，求取移频后的自相关函数在指定点的自相关值，根据该自相关值计算出所述回波信号的校正频率值。

10、根据权利要求9所述的多普勒测速激光雷达的回波信号处理方法，其特征在于，所述的方法还包括：

判断所述多普勒频率与当前滤波频率范围、采样率是否对应，如果是，则维持当前滤波频率范围和采样率不变；否则，根据所述多普勒频率查询预先设定的滤波频率范围和采样率之间的对应关系，重新确定当前滤波频率范围和采样率。

Images