CN110531341A - 一种使用宽带调频激光的fmcw激光雷达及其扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用宽带调频激光的FMCW激光雷达及其扫描方法，其使用具有较大宽带的调频激光器，所述激光雷达包括频率扫描机构和角度扫描机构，所述角度扫描机构的扫描周期为频率扫描周期的整数倍，通过机械分区或虚拟分区的方法将所述激光雷达的视场角度分为N个分区，对应的每个分区所分配的频率扫描带宽为B/N，在扫描频率的上行段和下行段，各分区的扫描频率均为连续信号，不存在转折区，因而有效信号之间没有时间差，总测量速率大幅提高，且分区信号之间可通过频率进行区分，不会因激光飞行时间过长导致的信号难以区分问题，通过将两套测距单元耦合，还可以在保留无转折区带来的测量速率优势下实现距离、速度信息的实时输出。

Description

一种使用宽带调频激光的FMCW激光雷达及其扫描方法

技术领域

本发明涉及一种调频连续波激光雷达及其扫描方法，具体涉及一种能实现高测量速率、高信噪比、连续性的宽带调频连续波激光雷达及其扫描方法。

背景技术

调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）体制是一种重要的雷达类型；相比于脉冲雷达、相位雷达等传统雷达体制而言具有精度高、抗干扰、无距离盲区、能直接测速、结构简单等优势，因而在很多领域具有良好的应用前景。

图1为FMCW雷达的探测原理，雷达信号的频率以三角波的方式线性变化，即f=f₀+at；其中f为雷达信号频率，f₀为初始频率，a为频率变化速率，t为时间。图中，实线为出射雷达信号，虚线为回波信号；两者之间产生相对延时dt=2D/c，其中D为雷达和反射物体的距离，c为光速。雷达信号与回波信号的差频df通过混频器并经过fft计算得出，于是得到距离信息：

D=df*c/(2a) Eq. 1

图1a所示为雷达与被探测物体沿探测方向相对静止的情形，上述差频df在三角波上行扫描和下行扫描部分均相同。

图1b所示为雷达与被探测物体在雷达有眼测量方向上存在相对速度的情形，由于多普雷效应回波频率相对发射波有一个平移2fv/c，其中v为相对径向速度。这样测量三角波扫频上升和下降的差频信号可以得到v。具体计算公式为：

距离 D=(df₊+df_-)*c/(4a) Eq. 2

速度 v=c*(df₊-df_-)/4f Eq. 3

此外，FMCW雷达的距离分辨率由频率扫描带宽B决定，ΔD=c/(2B)。例如，通常汽车用雷达扫频范围在77-81GHz间，即B<=4GHz，距离分辨率能达到几个cm。

通常汽车用的毫米波FMCW雷达单次测量扫描周期在毫秒级，扫频范围在4GHz左右，由于微波较长的波长和有限的天线尺寸，角分辨率较差不对空间进行分段扫描。

目前，激光雷达也已广泛采用FMCW体制，其探测原理与上述相同。不同于毫米波雷达等传统型式，激光雷达所发出的激光光束具有极小的发散角从而可以获得超高的角分辨率，但这也同时要求对视场角度FOV作逐点扫描以获取一帧完整图像。通常情况下，期望激光雷达能具有高帧率、低延时，同时具有高的角分辨率或者说像素以实现准确及时的扫面结果。上述期望的实现依赖于高的扫描速率，或者说需保证单次测量的耗时非常短，通常应当达到微秒（μs）量级，这样一秒测量1M次，在每秒输出10帧图像的情况下保证每帧图像能有100K像素的分辨率。

汽车辅助驾驶用FMCW激光雷达的调频激光源，除了要达到MHz级的扫描速度，同时还要满足高度扫描线性度，和足够自动驾驶使用的相干性等所有条件。目前能接近MHz级调频速率的激光器有相干层析扫描OCT里已经使用的MEMS扫描VCSEL激光器（US20170276471），或者使用高速光电材料调制的外腔激光器（US8605760B2）等。但是OCT用的MEMS VCSEL相干长度通常只有几米，难以满足自动驾驶几百米的要求，信噪比低。使用光电材料调制的外腔激光器的速度和相干性都能满足要求，不过调制范围通常很有限，最多到GHz左右，制造也很复杂，成本高（US8605760B2）。

目前的调频激光源主要有两类，一类是如前述US20170276471 ，US8605760B2中描述的低带宽高速激光器（小频率范围高扫描速率激光器），该类激光器可在1GHz变频范围内实现微秒级的单次扫描速率；另一类是高带宽低速激光器（大频率范围低扫描速率激光器），该类激光器的频率变化范围可达100GHz（外腔激光器甚至可达THz以上），但其一个频率变化周期较长，在毫秒级以上。为满足汽车辅助驾驶对激光雷达的高分辨率、低延时要求，目前在汽车辅助驾驶领域应用的主要是具有高扫描速率的低带宽激光器。

而参见图1，通常，差频信号df并不是始终恒定的，在三角波扫描转折的一小段时间里2*dt/a，差频信号频率不固定而是连续变化的，不能用于计算距离或速度信息，因此对于探测来说是噪声。而三角波信号的每次转折均会形成一个变化的差频信号噪声。换言之，扫描速率越高，单位时间内三角波转折的次数越多，由此产生的变化的差频信号噪声越多。且该转折区占据了一个三角波信号周期的很大一部分，使得每次扫描均包含很大一部分的无效信号时间，严重影响信噪比和可探测距离的提升。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种使用宽带调频激光的FMCW激光雷达及其扫描方法。可同时大幅提升测量速率、信噪比和探测距离。

传统FMCW激光雷达的扫描过程中，信号的一个三角波周期为单次扫描，也即单次扫描过程包括频率上行扫描段和下行扫描段；单次扫描得到的回波也包括频率上行段和下行段。因而在雷达与被侧物体有相对速度的情况下，可利用频率上行段和下行段差频的平均值计算距离与速度信息。换言之，计算距离与速度信息需要上行段差频信号与下行段差频信号两个测量结果。

现有技术的做法是，单次测量信号包括频率上行段和频率下行段，即一个完整的三角波周期。因此每个单次测量均可直接得到上行段差频和下行段差频，进而每个单次测量后均可以直接处理测量信号，并输出该次测量得到的距离和速度信息。换言之，传统的FMCW测量方法每测量一个点即输出一个该点对应的距离与速度信息测量结果。其实质上是一种单点测量模式。

而如本发明背景技术部分所述，上述单点测量模式，每次测量均存在由三角波转折所带来的变化差频噪声，使得每个单次测量的耗时被延长。

鉴于此，本发明提出一种区别于上述单点测量的多点测量模式，所述多点测量指在一个三角波周期内对激光雷达视场范围内的多个点进行测量。同一个三角波周期内的多个点每次测量不直接输出距离或速度信息，而在一个或若干个三角波周期结束后，同时处理并输出在该三角波周期内被测量的多个点对应的距离和速度信息数据组。

上述的多点测量模式可以通过频率扫描与角度扫描的配合实现。即在一个三角波周期的频率扫描时间内，采用诸如振镜等角度扫描机构，将出射激光束分别按不同的出射角度射出，从而采集不同角度的回波信号。

据上文分析可知，FMCW体制雷达计算一个点的距离、速度信息需要该点对应的频率上行段的差频信号和频率下行段的差频信号两个参数。因此，本发明的多点测量模式中，每个扫描角度均至少经历一次上行段频率扫描和一次下行段频率扫描。

具体的，本发明提供一种使用宽带调频激光的FMCW激光雷达，包括频率扫描机构、分束器、环形器、耦合器、跨阻，差分放大器、平衡光电二极管、处理器及角度扫描机构；所述频率扫描机构能够发出呈三角波线性变化的调频激光信号，所述调频激光信号经分束器分成两束，一束经环形器、角度扫描机构以一定角度射出，另一束射向耦合器；射出光束的回波信号经角度扫描机构反射至环形器，所述环形器将该回波信号送至耦合器与来自分束器的另一束光耦合，耦合后的光束被平衡光电二极管检测，并转化为电信号，所述电信号经跨阻，差分放大器、处理器处理后得到距离、速度信息。

优选的，所述频率扫描机构的一个频率扫描周期与所述角度扫描机构的角度扫描周期相等，所述角度扫描机构连续或步进的来回扫描所需的角度范围(视角field ofview, FOV)，并将其正扫和回扫角度范围分为整数N个分区，其中，角度扫描机构正扫经过所述N个分区中的任意一个分区时与反扫经过该分区时的出射激光指向相同。

所述的将视场角度分为N个分区可通过机械分区或虚拟分区来实现。具体的，所述机械分区可通过角度扫描机构的步进式旋转实现，例如角度扫描机构每转动1步对应一个机械分区，在每个机械分区内，处理器均计算一次出射激光与回波信号的频差。所述虚拟分区可以通过控制每个区回波测量时间（即频差计算的时间间隔）来实现。例如控制单元控制处理器每隔一固定时间，具体可为0.1-100微秒完成一次测量以及差频计算，从而获得若干不同时刻的出射激光与回波信号的差频。上述机械分区和虚拟分区均需满足角度扫描机构正扫和回扫过程的分区数量相同，以保证同一个视场角度分区在角度扫描机构正扫和回扫过程中具有相同的出射激光指向。

参见图2，激光器的频率扫描周期与角度扫描机构的角度扫描周期相同。因此，角度扫描机构正扫的过程正好对应于频率扫描周期的上行扫描段，回扫过程正好对应于频率扫描周期的下行扫描段。角度扫描机构正扫或回扫过程的N个扫描分区具有相同的扫描光束指向，且在每一个分区内，激光信号的频率变化范围（可理解为分区带宽）均为B/N。

三角波的上行段对应于角度扫描机构的正扫过程，该过程中，角度扫描机构完成N个角度分区的扫描，与激光频率上行扫描分成的N等分一一对应；由于频率三角波的上行段为频率连续变化阶段，不存在转折区，所以，该频率上行段完成的N次测量回波与雷达信号的差频信号为N个相互紧邻的定值，而不存在传统扫描方式频率扫描转折处变化的差频信号。但在上行扫描阶段，各扫描分区仅获得一个上行段差频df₊，还不能用于计算距离和速度信息，该N个上行段差频df₊可按序暂存在存储器中。同理，三角波的下行段对应于角度扫描机构的回扫过程，该过程中，角度扫描机构扫过N个视角分区同时对应激光完成频率下行扫描，得到N个视角分区的下行段差频df_-。由于角度扫描机构正扫阶段的N个分区与回扫阶段的N个分区对应相同的指向，因此，上述N个上行段差频信号与N个下行段差频信号可按序两两对应。即，当一个角度扫描机构的往返扫描周期结束后，该角度扫描机构的扫描范围内的N个分区中的每一个均经历了一次频率上行扫描和一次频率下行扫描，当得到所有分区的下行段差频df_-后，可将其与暂存的上行段差频df₊按对应顺序计算处理，得到N个区域中的每一个所对应的探测距离和速度信息。

容易发现的是，虽然在角度扫描进行的过程中并不实时输出测量结果，但在一个角度扫描周期结束后可以直接同时输出角度扫描范围内N个分区的测量结果。由于频率扫描过程中的频率上行段和频率下行段所进行的N次测量之间均不存在频率转折区，无需处理过多的三角形变化差频信号噪声，因此，该方案输出N个点的测量结果的总耗时更短，且具有高得多的信噪比。

作为优选，所述的频率扫描机构为宽带激光器。所述宽带激光器指扫频范围不小于5GHz的调频激光器，优选所述宽带激光器具有大于100GHz的扫频范围，即激光器总带宽B₁>=100GHz。

传统三角波频率扫描单点测量方法的测量时间（即一个三角波周期）必须大于由距离决定的飞行时间，对于较远的距离测量速度则受到限制。例如150m的探测距离，往返信号需1μs ，三角波频率上扫描和下扫描测量时间需要多于1μs才能得到有效信号，而如果是300米则需要多于2μs 才能得到有效信号。

本发明的方案还可打破这样的探测距离限制。例如图3中，每个测量区域分配1μs，测量点2对应的物体距离刚好是150米，信号往返需要1μs，回波2'落在区域3，而区域3对应角度内的物体比较近，回波延时较短，使得区域3对应的信号将会产生两个回波信号频率2’和3’，计算得出2'的频率对应的距离是150米延时1μs，那么可以判断该回波来自于前一个角度区域2对应的目标。这样可以根据回波2’和3’所处的频率和计算距离轻易的分辨出两个回波所对应的区域，而不会受激光飞行时间长短或回波先后顺序的影响导致无法辨别回波对应关系的问题。

此外，分区带宽还影响雷达测量的距离分辨率。距离分辨率∆D=c/2B。其中B指代分区带宽。

优选的，所述每个分区对应带宽优选不小于1GHz。

如图4所示，角度扫描周期可以是频率扫描的周期的正整数倍。换言之，在角度扫描机构正扫或回扫的时间T内，频率扫描机构可以完成任意正整数W次的上行和下行扫描。角度扫描机构单方向扫描范围FOV仍分为N个区域，这样，当角度扫描机构经历一次正扫和反扫后，所述扫描范围FOV的N个区域中的每一个均经历一次频率上行扫描和一次频率下行扫描，进而可按照前述原理计算各区域对应的距离和速度信息。

为了进一步提高测量速率，可使用诸如波分复用耦合器将两套上述的使用宽带激光器的FMCW激光雷达耦合，其中，两套激光雷达系统中的激光器具有不同的波长以利于区分信号；两个扫频信号经波分复用耦合器耦合后经由角度扫描机构射出，回波经波分复用耦合器分开回到各自测距单元。两组测距单元里采用反向的激光三角波频率，即在角度扫描机构正扫过程中，一个激光器发射上行段扫描频率，另一个激光器发射下行段扫描频率。两个激光器的扫描速率可以相同或不同，优选扫描速率相同。仍采用上述方法，将三角波周期和角度扫描周期分成若干分区，由于两组测距单元的三角波频率扫描反向，因此，每个分区的扫描均同时包括上扫描和下扫描两组数据可直接用于计算距离和速度，总的测量速率可获得2倍提升，且每次测量均可直接实施输出距离和速度信息，而不需等到一个角度扫描周期结束后再同时输出N个扫描结果。

如图5所示，当所示FMCW激光雷达仅包含一套激光测距单元时，可按如下步骤扫描：

a)宽带频率扫描机构发出按三角波线性变化的调频连续激光信号；

b)激光信号经分束器分为两束，一束射向环形器并经角度扫描机构射出，另一束射向耦合器；

c) 角度扫描机构的视场角度被分为N个分区，所述角度扫描机构旋转到一定角度，对该角度对应的视角分区进行扫描；

d)激光照射物体后产生回波信号，回波信号经环形器、耦合器与来自分束器的激光信号耦合；

e)耦合光信号由平衡光电二极管检测，得到对应的频差的电信号；所述电信号经跨阻，差分放大器放大后暂存在处理器中；

f)所述角度扫描机构旋转进入下一个分区；

g)角度扫描机构完成对所有分区的正扫和反扫后，处理器获得所有视角分区的上行差频电信号和下行差频电信号，并将上述差频电信号按对应分区顺序进行计算，输出所得的所有N个分区对应的距离和速度信息；

h)角度扫描机构进行下一个扫描周期。

优选的，所述角度扫描机构采用步进式扫描，对视角进行机械分区。

优选的，所述角度扫描机构采用连续扫描，处理器每隔一固定的测量时间间隔后进行一次差频计算，对所述视角进行虚拟分区。所述虚拟分区中，N个虚拟分区所对应的时间间隔的和等于角度扫描机构的半个周期。

如图6所示，当所述FMCW激光雷达由两套测距单元耦合时，可采用如下步骤扫描：

a)两个测距单元各自的宽带频率扫描机构分别发出反向的三角波调频连续激光信号；

b)激光信号经分束器分为两束，一束经环形器后射向波分复用耦合器，另一束射向耦合器；

c)来自两个测距单元的激光光束在波分复用耦合器中合束后经角度扫描机构射出；

d) 角度扫描机构的视场角度被分为N个分区，所述角度扫描机构旋转到一定角度，对该角度对应的视角分区进行扫描；

e)激光照射物体后产生回波信号，回波信号经波分复用耦合器分开后返回各自测距单元，并经环形器、耦合器与来自分束器的激光信号耦合；

f)耦合信号由平衡光电二极管检测，将光信号转化为差频电信号；所述差频电信号经跨阻，差分放大器、处理器处理后，送入总处理器，所述总处理器从两套测距单元分别获得上行差频电信号和下行差频电信号，并通过计算实时输出该分区对应的距离和速度信息；

g)角度扫描机构继续旋转进行下一个视角分区，任意一个视角分区在角度扫描机构正扫和回扫过程中的激光出射指向相同。

优选的，所述角度扫描机构采用步进式扫描，对视角进行机械分区。

优选的，所述角度扫描机构采用连续扫描，处理器每隔一固定测量时间间隔后进行一次差频计算，对所述视角进行虚拟分区。所述虚拟分区中，N个虚拟分区所对应的时间间隔的和等于角度扫描机构的半个周期。

本发明的技术方案相比于现有技术至少能带来如下有益效果：所述宽带激光器具有较大的带宽，所述激光雷达包括频率扫描机构和角度扫描机构，所述角度扫描机构的扫描周期为频率扫描周期的整数倍，通过机械分区或虚拟分区的方法将所述激光雷达的视场角度分为N个分区，对应的每个分区所分配的频率扫描带宽为B/N，在扫描频率的上行段和下行段，各分区的扫描频率均为连续信号，不存在转折区，因而有效信号之间没有时间差，总测量速率大幅提高，且分区信号之间可通过频率进行区分，不会因激光飞行时间过长导致的信号难以区分问题，通过将两套测距单元耦合，还可以在保留无转折区带来的测量速率优势下实现距离、速度信息的实时输出。

附图说明

图1为现有技术中FMCW雷达的探测原理示意图。

图2为本发明宽带激光分区扫描方案示意图。

图3为飞行时间大于每个分区测量时间情况下的示意图。

图4为角度扫描周期是频率扫描周期的整数倍情况下的示意图。

图5为单测距单元装置示意图。

图6为双测距单元耦合装置示意图。

图中：第1分区1，第i分区i，第N分区N。

具体实施方式

实施例1。

一种使用宽带调频激光器的FMCW激光雷达扫描方法，其中，所述宽带调频激光器的频率为三角波线性变化，其扫频范围为500GHz，单个周期为1ms；所述角度扫描机构为MEMS振镜，所述MEMS振镜的扫描周期也为1ms，所述MEMS振镜的扫描范围为100度。

按照1μs一个区间进行虚拟分区，将频率扫描的上行扫描时间（500μs）均分为500个区间，相应的将频率扫描的下行扫描时间（500μs）也均分为500个区间；将MEMS振镜的正扫和反扫过程对应的扫描范围分别分为500个区域。则每个频率扫描区间的扫频范围为1GHz，距离分辨率为c/2B=15cm；角分辨率为100度/500=0.2度，等效测量速率为1MHz。

实施例2。

区别于实施例1的，在MEMS振镜正扫或回扫的时间T内，宽带调频激光器完成两次三角波频率扫描。角度扫描机构单方向扫描范围FOV仍分为N个区域，这样，当角度扫描机构经历一次正扫和反扫后，所述扫描范围FOV的N个区域中的每一个均经历一次频率上行扫描和一次频率下行扫描，进而可按照前述原理计算各区域对应的距离和速度信息。

实施例3。

如图6所示，区别于实施例1或2的，本实施例包括两个FMCW激光测距单元。所述两套测距单元各自的激光器分别发出反向的三角波线性调频激光光束，所述激光光束分别由各自的分束器分束，一束经过环形器射向波分复用耦合器，另一束射向耦合器；来自两个测距单元的激光光束在所述波分复用耦合器中合束后经角度扫描机构射出；回波信号经所述波分复用耦合器分开后回到各自测距单元，并分别经各自环形器后射向耦合器，并在所述耦合器中与所述分束器产生的第二束光耦合，耦合后的光信号由各自的平衡光电二极管检测，生成差频电信号，所述差频电信号经过跨阻，差分放大器、处理器处理后送至总处理器；所述总处理器获得来自两套测距单元的上行差频电信号和下行差频电信号，所述总处理器根据虚拟分区预定的时间间隔，利用上述两个差频电信号计算得出该分区对应的视场角度下被测量物体的距离和速度信息。

所述两套测距单元所采用的激光器所发出的激光信号具有不同的波长，因而可以区分其各自对应的测距单元；但两个激光器具有相同的扫描速率（即相同的三角波周期），由于两个激光器采用反向的调频信号，这样在任一分区内，所述总处理器均可获得该分区对应的上行差频信号和下行差频信号，因此，无需等待一个扫描周期结束，在每一个角度分区扫描结束时，将第一、第二测距单元的数据合并处理即可实时输出对应该分区的目标的距离、速度信息，同时单位时间内获得的测量值翻倍，即总的测量速率可提高2倍。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本发明不限于上述的特定实施方式，在不脱离本发明构思的情况下，本领域技术人员通过常规替代、重新调整和简单变形等手段所能得到的其他实施方式均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种使用宽带调频激光的FMCW激光雷达，包括宽带频率扫描机构和角度扫描机构，所述宽带频率扫描机构能够发出频率呈三角波线性变化的调频激光，其总带宽为B₁，所述角度扫描机构能将所述调频激光以不同角度射出，其特征在于：所述角度扫描机构的角度扫描周期是所述宽带频率扫描机构的频率扫描周期的W倍，所述角度扫描机构对视场角度进行往返扫描，其正扫和回扫过程均可分为N个角度区间，从而将激光雷达的视场角度分为N个分区，其中，角度扫描机构正扫经过所述N个分区中的任意一个分区时与反扫经过该分区时的出射激光指向相同，W，N均为正整数。

2.如权利要求1所述的使用宽带调频激光的FMCW激光雷达，其特征在于：对所述视场角度的分区为采用步进旋转式角度扫描机构实行的机械分区。

3.如权利要求1所述的使用宽带调频激光的FMCW激光雷达，其特征在于：对所述视场角度的分区为通过控制单次测量和差频计算时间间隔实现的虚拟分区。

4.如权利要求3所述的使用宽带调频激光的FMCW激光雷达，其特征在于：所述差频计算时间间隔为0.1-100μs。

5.如权利要求1所述的使用宽带调频激光的FMCW激光雷达，其特征在于：所述宽带频率扫描机构的总带宽B₁不小于10GHz。

6.如权利要求1-5中任一项所述的使用宽带调频激光的FMCW激光雷达，其特征在于：包括两套测距单元和一个波分复用耦合器，每套测距单元均包含一宽带频率扫描机构，所述两套测距单元射出的激光信号经波分复用耦合器耦合后由所述角度扫描机构射出。

7.使用如权利要求1-5中任一项所述的激光雷达的扫描方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)宽带频率扫描机构发出频率按三角波线性变化的调频连续激光信号；

b)激光信号经分束器分为两束，一束射向环形器并经角度扫描机构射出，另一束射向耦合器；

c) 角度扫描机构的视场角度被分为N个分区，所述角度扫描机构旋转到一定角度，对该角度对应的视角分区进行扫描；

d)激光照射物体后产生回波信号，回波信号经环形器、耦合器与来自分束器的激光信号耦合，得到差频信号；

e)耦合信号由平衡光电二极管检测，将所述具有频差的光信号转化为对应频率的电信号；所述差频电信号经跨阻，差分放大器放大后暂存在处理器中；

f)所述角度扫描机构旋转进入下一个分区；

g)角度扫描机构完成对所有分区的正扫和反扫后，处理器获得所有视角分区的上行差频电信号和下行差频电信号，并将上述信号按对应分区顺序进行计算，输出所得的所有N个分区对应的距离和速度信息；

h)角度扫描机构进行下一个扫描周期。

8.使用如权利要求6所述的激光雷达的扫描方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)两个测距单元各自的宽带频率扫描机构分别发出反向的三角波调频连续激光信号；

b)激光信号经分束器分为两束，一束经环形器后射向波分复用耦合器，另一束射向耦合器；

c)来自两个测距单元的激光光束在波分复用耦合器中合束后经角度扫描机构射出；

d) 角度扫描机构的视场角度被分为N个分区，所述角度扫描机构旋转到一定角度，对该角度对应的视角分区进行扫描；

e)激光照射物体后产生回波信号，回波信号经波分复用耦合器分开后返回各自测距单元，并经环形器、耦合器与来自分束器的激光信号耦合；

f)耦合信号由平衡光电二极管检测，将光信号转化为差频电信号；所述差频电信号经跨阻，差分放大器、处理器处理后，送入总处理器，所述总处理器从两套测距单元分别获得上行差频电信号和下行差频电信号，并通过计算实时输出该分区对应的距离和速度信息；

g)角度扫描机构继续旋转进行下一个视角分区，任意一个视角分区在角度扫描机构正扫和回扫过程中的激光出射指向相同。