CN111025268A - 调频连续波激光测距非线性校正方法、装置和存储介质 - Google Patents

调频连续波激光测距非线性校正方法、装置和存储介质 Download PDF

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CN111025268A CN201911378461.1A CN201911378461A CN111025268A CN 111025268 A CN111025268 A CN 111025268A CN 201911378461 A CN201911378461 A CN 201911378461A CN 111025268 A CN111025268 A CN 111025268A
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modulation signal
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刘柯
宋金城
朱浩
郭天茂
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Abstract

本公开公开了一种调频连续波激光测距非线性校正方法、装置和存储介质。其中,该方法应用于双干涉光路调频连续波激光测距系统;系统包括激光器和产生参考信号的参考支路;其中,激光器由当前线性调制信号调制;方法至少包括:步骤1:对参考信号进行时频分析,获得线性调频非线性误差信号;步骤2:将线性调频非线性误差信号与当前线性调制信号进行迭代运算,得到更新的线性调制信号;步骤3:将更新的线性调制信号作为当前线性调制信号,并利用当前线性调制信号对所述激光器进行线性调制;步骤4:利用误差循环迭代方法,重复执行步骤1至步骤3,以进行非线性校正。本公开实施例通过该技术方案,解决如何了调频连续波激光测距精度的技术问题。

Description

调频连续波激光测距非线性校正方法、装置和存储介质
技术领域
本公开实施例涉及激光测距技术领域,尤其是涉及一种调频连续波激光测距非线性校正方法、装置和存储介质。
背景技术
调频连续波激光测距技术可以实现高精度距离测量,在军事和民用方面都具有很好的发展前景,是精密激光测距领域的一个重要研究方向。调频连续波激光测距是一种近距离高精度绝对测距技术,其测距原理、测距系统的特性、测距方程也有别于其他的激光测距技术体制。调频连续波激光测距在中近距离测量方面,具有测量速度快、测量精度高、非合作等优点。其中,测量精度可达微米量级。
调频连续波激光测距系统可采用线性调频信号和非线性调频信号两种方式,非线性调频(如正弦波调频)的优点是易于实现,缺点是由目标返回产生的中频信号频率不单一。而对于线性调频方式,经不同距离的目标返回产生的中频信号频率单一,易于距离信息的提取。因此,实际应用中多采用线性调频的方式。
对于线性调频方式,利用周期性的三角波调制信号对连续波可调谐激光器进行线性调制,使得激光器输出的光信号的光频按照调制周期的规律变化,得到线性调频信号。激光器输出的光信号与目标返回信号混频产生中频信号。
线性调频激光测距系统通过下式进行目标测距:
Figure BDA0002341640940000011
式中,D表示目标距离;T表示调频周期;c表示光速;B表示调频带宽;fIF表示中频信号(即目标回波中频信号)。
由于激光器本身存在调制非线性的原因,当采用线性调制信号对激光器进行线性调制时,激光器输出绝对光频信号呈非线性变化。调制带宽越大,激光器输出绝对光频信号的非线性越严重。这种非线性的存在导致中频信号具有较大的频率误差。
由公式一可知,现有技术因为非线性的存在而存在调频连续波激光测距精度低的缺陷。
有鉴于此,特提出本公开。
发明内容
本公开实施例的主要目的在于提供一种调频连续波激光测距非线性校正方法、装置和存储介质,其至少部分地解决如何提高调频连续波激光测距精度的技术问题。
为了实现上述目的,根据本公开的第一个方面,提供了以下技术方案:
一种调频连续波激光测距非线性校正方法,所述方法应用于双干涉光路调频连续波激光测距系统;所述系统包括激光器和产生参考信号的参考支路;其中,所述激光器由当前线性调制信号调制;
所述方法至少包括:
步骤1:对所述参考信号进行时频分析,获得线性调频非线性误差信号;
步骤2:将所述线性调频非线性误差信号与所述当前线性调制信号进行迭代运算,得到更新的线性调制信号;
步骤3:将所述更新的线性调制信号作为所述当前线性调制信号,并利用所述当前线性调制信号对所述激光器进行线性调制;
步骤4:利用误差循环迭代方法,重复执行步骤1至步骤3,以进行非线性校正。
进一步地,所述步骤1具体包括:
对所述参考信号进行模数转换,得到数据采集信号;
对所述数据采集信号进行希尔伯特变换,得到时域分析信号;
对所述时域分析信号进行积分变换,得到激光器输出绝对光频;
将所述激光器输出绝对光频与预定的频率-电流变换系数相乘,得到电流调制斜率;
将所述电流调制斜率与预定的激光器预调制斜率进行比较,得到所述线性调频非线性误差。
进一步地,所述当前线性调制信号为当前电流线性调制信号;所述当前电流线性调制信号通过以下方式得到:
获取所述激光器的电流预调制信号;
对所述激光器的所述电流预调制信号进行数模转换,得到电压调制信号;
对所述电压调制信号进行电压-电流转换,得到当前电流线性调制信号,以用于驱动所述激光器。
进一步地,所述步骤2具体包括:
将所述线性调频非线性误差信号与所述当前电流线性调制信号求和,得到所述更新的线性调制信号。
为了实现上述目的,根据本公开的第二个方面,还提供了以下技术方案:
一种调频连续波激光测距非线性校正装置,所述装置应用于双干涉光路调频连续波激光测距系统;所述系统包括激光器和产生参考信号的参考支路;其中,所述激光器由当前线性调制信号调制;
所述装置至少包括:
时频分析模块,用于对所述参考信号进行时频分析,获得线性调频非线性误差信号;
迭代运算模块,用于将所述线性调频非线性误差信号与所述当前线性调制信号进行迭代运算,得到更新的线性调制信号;
线性调制模块,用于将所述更新的线性调制信号作为所述当前线性调制信号,并利用所述当前线性调制信号对所述激光器进行线性调制;
循环迭代模块,用于利用误差循环迭代方法,重复执行所述时频分析模块、所述迭代运算模块和所述线性调制模块,以进行非线性校正。
进一步地,所述时频分析模块具体用于:
对所述参考信号进行模数转换,得到数据采集信号;
对所述数据采集信号进行希尔伯特变换,得到时域分析信号;
对所述时域分析信号进行积分变换,得到激光器输出绝对光频;
将所述激光器输出绝对光频与预定的频率-电流变换系数相乘,得到电流调制斜率;
将所述电流调制斜率与预定的激光器预调制斜率进行比较,得到所述线性调频非线性误差。
进一步地,所述当前线性调制信号为当前电流线性调制信号;所述装置还包括:
获取模块,用于获取所述激光器的电流预调制信号;
数模转换模块,用于对所述激光器的所述电流预调制信号进行数模转换,得到电压调制信号;
电压电流转换模块,用于对所述电压调制信号进行电压-电流转换,得到当前电流线性调制信号,以用于驱动所述激光器。
进一步地,所述迭代运算模块具体用于:
将所述线性调频非线性误差信号与所述当前电流线性调制信号求和,得到所述更新的线性调制信号。
为了实现上述目的,根据本公开的第三个方面,还提供了以下技术方案:
一种电子设备,其包括存储器和处理器;其中:
所述存储器,用于存储非暂时性计算机可读指令;
所述处理器,用于运行所述计算机可读指令,使得所述处理器执行时实现如第一个方面中任一所述的调频连续波激光测距非线性校正方法。
为了实现上述目的,根据本公开的第四个方面,还提供了以下技术方案:
一种计算机可读存储介质,其特征在于,其用于存储非暂时性计算机可读指令,当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时,使得所述计算机执行如第一个方面中任一所述的调频连续波激光测距非线性校正方法。
与现有技术相比,上述技术方案至少具有以下有益效果:
本公开实施例提供一种调频连续波激光测距非线性校正方法、装置和存储介质。其中,该方法应用于双干涉光路调频连续波激光测距系统;系统包括激光器和产生参考信号的参考支路;其中,激光器由当前线性调制信号调制;方法至少包括:步骤1:对参考信号进行时频分析,获得线性调频非线性误差信号;步骤2:将线性调频非线性误差信号与当前线性调制信号进行迭代运算,得到更新的线性调制信号;步骤3:将更新的线性调制信号作为当前线性调制信号,并利用当前线性调制信号对所述激光器进行线性调制;步骤4:利用误差循环迭代方法,重复执行步骤1至步骤3,以进行非线性校正。本公开实施例将得到的线性调频非线性误差与线性调制信号进行迭代运算得到更新的调制信号,再次对激光器进行调制,依次进行循环迭代校正,经过多次误差循环迭代之后,调频非线性误差得到明显改善,参考校正支路中频信号频率误差优于±25Hz,对激光器深度调谐产生的调频非线性进行了有效的校正,从而提高了调频连续波激光测距精度。
当然,实施本公开的任一产品不一定需要同时实现以上所述的所有优点。本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,至少部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本公开而被了解。本公开的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的方法来实现和获得。
附图说明
附图作为本公开的一部分,用来提供对本公开的进一步的理解,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,但不构成对本公开的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中:
图1为根据一示例性实施例示出的线性调频激光测距原理示意图;
图2为根据一示例性实施例示出的调频连续波激光测距非线性校正原理示意图;
图3为根据一示例性实施例示出的调频连续波激光测距非线性校正方法的流程示意图;
图4为根据一示例性实施例示出的非线性误差校正实现原理框图;
图5为根据一示例性实施例示出的调频连续波激光测距非线性校正装置的结构示意图。
这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本公开的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本公开实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,并不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下,所获的所有其它等同或明显变型的实施例均落在本公开的保护范围内。本公开实施例可以按照权利要求中限定和涵盖的多种不同方式来具体化。
需要说明的是,在下面的描述中,为了方便理解,给出了许多具体细节。但是很明显,本公开的实现可以没有这些具体细节。
需要说明的是,在没有明确限定或不冲突的情况下,本公开中的各个实施例及其中的技术特征可以相互组合而形成技术方案。
首先,对本公开实施例的实施环境进行简要介绍。
本公开实施例提供一种调频连续波激光测距非线性校正方法可以应用于双干涉光路调频连续波激光测距系统。其中,将激光器输出的光信号进行分束,得到用于产生测量信号的测量支路和用于产生参考信号的参考支路。该参考支路作为具有固定延时光路的干涉光路,用于非线性校正;另一条支路为测量支路。因为参考支路和测量支路中的信号是同源的;所以,参考支路和测量支路包含相同的调频非线性信息,由此两个支路的非线性相位误差便产生了联系。图1示例性地示出了线性调频激光测距原理示意图;图2示例性地示出了调频连续波激光测距非线性校正原理示意图。如图2所示,调制信号单元、可调谐激光器和第一分束器依次相连;该第一分束器分别与第二分束器和光纤延时自外差单元相连;第二分束器分别与环形器和耦合器相连;环形器分别与耦合器和目标相连;耦合器与测量信号产生单元相连;光纤延时自外差单元与参考信号产生单元相连;该参考信号产生单元、模数转换单元、时频分析单元、误差计算单元和数模转换单元依次相连;该数模转换单元还与调制信号单元相连。
为了解决如何提高调频连续波激光测距的精度的技术问题,本公开实施例提供一种调频连续波激光测距非线性校正方法。该方法可应用于基于激光器内调制原理的线性调频连续波激光测距系统。该系统包括激光器和产生参考信号的参考支路。其中,激光器由线性调制信号调制。
该调频连续波激光测距非线性校正方法主要可以包括:
S100:对参考信号进行时频分析,获得线性调频非线性误差信号。
其中,参考信号可以由可调谐激光器经分束器后,通过光纤延时自外差单元对激光器输出的激光信号进行校正,得到光电探测信号;将该光电探测信号作为参考信号(其为电信号)。
在一个可选的实施例中,步骤S100具体可以包括:步骤S101至步骤S105,其具体内容如下:
S101:对参考信号进行模数转换,得到数据采集信号。
其中,本步骤将模拟信号形式的参考信号转换为数字信号。
S102:对数据采集信号进行希尔伯特变换,得到时域分析信号。
本步骤对数据采集信号在时域内进行希尔伯特变换,得到时域分析信号。
S103:对时域分析信号进行积分变换,得到激光器输出绝对光频。
S104:将激光器输出绝对光频与预定的频率-电流变换系数相乘,得到电流调制斜率。
S105:将电流调制斜率与激光器预调制斜率进行比较,得到线性调频非线性误差。
S110:将线性调频非线性误差信号与当前线性调制信号进行迭代运算,得到更新的线性调制信号。
其中,所得到的更新的线性调制信号可以存入ROM(只读存储器)中,以用于对激光器进行线性调制。
在具体实施过程中,若当前线性调制信号为当前电流线性调制信号,则可以将线性调频非线性误差信号与当前电流线性调制信号求和,得到更新的线性调制信号。
S120:将更新的线性调制信号作为当前线性调制信号,并利用当前线性调制信号对激光器进行线性调制。
S130:利用误差循环迭代方法,重复执行步骤S100至步骤S120,以进行非线性校正。
在一个可选的实施例中,当前线性调制信号为当前电流线性调制信号;该当前电流线性调制信号可以通过以下方式得到:
Sa1:获取激光器的电流预调制信号(ROM)。
Sa2:对激光器的电流预调制信号进行数模转换(D\A),得到电压调制信号。
Sa3:对电压调制信号进行电压-电流转换,得到当前电流线性调制信号,以用于驱动激光器。
为了便于理解,下面结合图4,以具体实施例对本公开进行详细说明。
图4示例性地示出了非线性误差校正实现原理框图。
当前线性调制信号可以通过下式确定:
Figure BDA0002341640940000092
式中,s(t)表示当前线性调制信号;A0表示当前线性调制信号振幅;f0表示当前线性调制信号频率;t表示时间,0≤t≤T;
Figure BDA0002341640940000091
表示初相。
非线性频率信号可以通过下式确定:
fSCL(t)=f0+λ(i)·i(t),0≤t≤T;
式中,fSCL(t)表示非线性频率信号;f0表示当前线性调制信号频率;λ(i)表示非线性变化系数;i(t)表示激光器调制电流;
调频发射信号可以通过下式确定:
Figure BDA0002341640940000093
其中,0≤t≤T,sSCL0(t)表示调频发射信号。
线性调频非线性误差信号可以通过下式确定:
eSCLn(t)=f(t)-fSCLn(t);
式中,n≥0。
在本实施例中,将得到的线性调频非线性误差与线性调制信号进行迭代运算得到更新的调制信号,再次对激光器进行调制,依次进行循环迭代校正,从而实现调频连续波激光测距非线性校正。
与现有技术相比,本公开实施例通过采取上述技术方案,经过多次误差循环迭代之后,调频非线性误差得到明显改善,参考校正支路中频信号频率误差优于±25Hz,对激光器深度调谐产生的调频非线性进行了有效的校正,从而提高了调频连续波激光测距精度。
本实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述,但是本领域技术人员可以理解,为了实现本实施例的效果,不同的步骤之间不必按照这样的次序执行,其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行,这些简单的变化都在本公开的保护范围之内。
为了解决如何提高调频连续波激光测距的精度的技术问题,基于与方法实施例相同的技术构思,本公开实施例还提供一种调频连续波激光测距非线性校正装置。该装置应用于双干涉光路调频连续波激光测距系统;系统包括激光器和产生参考信号的参考支路;其中,激光器由当前线性调制信号调制;如图5所示,该装置至少包括:时频分析模块51、迭代运算模块52、线性调制模块53和循环迭代模块54。其中,时频分析模块51用于对参考信号进行时频分析,获得线性调频非线性误差信号。迭代运算模块52用于将线性调频非线性误差信号与当前线性调制信号进行迭代运算,得到更新的线性调制信号。线性调制模块53用于将更新的线性调制信号作为当前线性调制信号,并利用当前线性调制信号对激光器进行线性调制。循环迭代模块54用于利用误差循环迭代方法,重复执行时频分析模块51、迭代运算模块52和线性调制模块53,以进行非线性校正。
在一个可选的实施例中,时频分析模块51具体用于:对参考信号进行模数转换,得到数据采集信号;对数据采集信号进行希尔伯特变换,得到时域分析信号;对时域分析信号进行积分变换,得到激光器输出绝对光频;将激光器输出绝对光频与预定的频率-电流变换系数相乘,得到电流调制斜率;将电流调制斜率与预定的激光器预调制斜率进行比较,得到线性调频非线性误差。
在一个可选的实施例中,当前线性调制信号为当前电流线性调制信号;该调频连续波激光测距非线性校正装置还包括:获取模块、数模转换模块和电压电流转换模块。其中,获取模块用于获取激光器的电流预调制信号。数模转换模块用于对激光器的电流预调制信号进行数模转换,得到电压调制信号。电压电流转换模块用于对电压调制信号进行电压-电流转换,得到当前电流线性调制信号,以用于驱动激光器。
在一个可选的实施例中,迭代运算模块52具体用于:将线性调频非线性误差信号与当前电流线性调制信号求和,得到更新的线性调制信号。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅示出了与本公开实施例相关的部分,上述描述的调频连续波激光测距非线性校正装置的具体工作过程及其解决的技术问题和取得的技术效果等细节,可以参考前述调频连续波激光测距非线性校正方法实施例中的对应过程及其解决的技术问题和取得的技术效果,在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解,上述调频连续波激光测距非线性校正装置还包括一些其他公知结构,例如处理器、存储器等,为了不必要地模糊本公开的实施例,这些公知的结构在图5中未示出。
需要说明的是:上述实施例提供的调频连续波激光测距非线性校正装置在进行非线性校正时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,在实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
上述装置实施例可以用于执行上述方法实施例,其技术原理、所解决的技术问题及产生的技术效果相似,所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
应指出的是,上面分别对本公开的装置实施例和方法实施例进行了描述,但是对一个实施例描述的细节也可应用于另一个实施例。对于本公开实施例中涉及的模块、步骤的名称,仅仅是为了区分各个模块或者步骤,不视为对本公开的不当限定。本领域技术人员应该理解:本公开实施例中的模块或者步骤还可以再分解或者组合。例如上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
为了解决如何提高调频连续波激光测距的精度的技术问题,基于与方法实施例相同的技术构思,本公开实施例还提供一种电子设备,其包括存储器和处理器。其中,存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。处理器用于运行所述计算机可读指令,使得所述处理器执行时实现如任一调频连续波激光测距非线性校正方法实施例中所述的调频连续波激光测距非线性校正方法步骤。
该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地,存储器可以包括一个或多个计算机程序产品,该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。
该处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元,并且可以控制硬件装置中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中,该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令,使得该设备执行前述的本公开各实施例的方法的全部或部分步骤。
本领域技术人员应能理解,为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题,本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构,这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。
有关本实施例的详细说明可以参考前述各方法实施例中的相应说明,在此不再赘述。
为了解决如何提高调频连续波激光测距的精度的技术问题,基于与方法实施例相同的技术构思,本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质,其用于存储非暂时性计算机可读指令,当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时,使得所述计算机执行如任一调频连续波激光测距非线性校正方法实施例中所述的调频连续波激光测距非线性校正方法步骤。
上述计算机可读存储介质包括但不限于:光存储介质(例如:CD-ROM和DVD)、磁光存储介质(例如:MO)、磁存储介质(例如:磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如:存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如:ROM盒)。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅示出了与本公开实施例相关的部分,上述描述的计算机可读存储介质的具体工作过程及其解决的技术问题和取得的技术效果等细节,可以参考前述调频连续波激光测距非线性校正方法实施例中的对应过程及其解决的技术问题和取得的技术效果,在此不再赘述。
以上对本公开实施例所提供的技术方案进行了详细的介绍。虽然本文应用了具体的个例对本公开的原理和实施方式进行了阐述,但是,上述实施例的说明仅适用于帮助理解本公开实施例的原理;同时,对于本领域技术人员来说,依据本公开实施例,在具体实施方式以及应用范围之内均会做出改变。
需要说明的是,本文中涉及到的流程图或框图不仅仅局限于本文所示的形式,其还可以进行划分和/或组合。
需要说明的是:附图中的标记和文字只是为了更清楚地说明本公开,不视为对本公开保护范围的不当限定。
术语“包括”、“包含”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
如本文中所使用的,术语“模块”可以指代在计算系统上执行的软件对象或例程。可以将本文中所描述的不同模块实现为在计算系统上执行的对象或过程(例如,作为独立的线程)。虽然优选地以软件来实现本文中所描述的系统和方法,但是以硬件或者软件和硬件的组合的实现也是可以的并且是可以被设想的。
本公开的各个步骤可以用通用的计算装置来实现,例如,它们可以集中在单个的计算装置上,例如:个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备或者多处理器装置,也可以分布在多个计算装置所组成的网络上,它们可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。因此,本公开不限于任何特定的硬件和软件或者其结合。
本公开提供的方法可以使用可编程逻辑器件来实现,也可以实施为计算机程序软件或程序模块(其包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件或数据结构等等),例如根据本公开的实施例可以是一种计算机程序产品,运行该计算机程序产品使计算机执行用于所示范的方法。所述计算机程序产品包括计算机可读存储介质,该介质上包含计算机程序逻辑或代码部分,用于实现所述方法。所述计算机可读存储介质可以是被安装在计算机中的内置介质或者可以从计算机主体上拆卸下来的可移动介质(例如:采用热插拔技术的存储设备)。所述内置介质包括但不限于可重写的非易失性存储器,例如:RAM、ROM、快闪存储器和硬盘。所述可移动介质包括但不限于:光存储介质(例如:CD-ROM和DVD)、磁光存储介质(例如:MO)、磁存储介质(例如:磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如:存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如:ROM盒)。
本文中所述的“一个实施例”、“实施例”意味着:结合实施例描述的技术特征、结构或者特性包括在本公开的至少一个实施例中。另外,还请注意,文中的“在本公开的一个实施例中”词语表示不一定全指同一个实施例。
在本公开的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
虽然本文说明了大量的具体细节。但是,应该能够理解,本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
本公开并不限于上述实施方式,在不背离本公开实质内容的情况下,本领域普通技术人员可以想到的任何变形、改进或替换均落入本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种调频连续波激光测距非线性校正方法,其特征在于,所述方法应用于双干涉光路调频连续波激光测距系统;所述系统包括激光器和产生参考信号的参考支路;其中,所述激光器由当前线性调制信号调制;
所述方法至少包括:
步骤1:对所述参考信号进行时频分析,获得线性调频非线性误差信号;
步骤2:将所述线性调频非线性误差信号与所述当前线性调制信号进行迭代运算,得到更新的线性调制信号;
步骤3:将所述更新的线性调制信号作为所述当前线性调制信号,并利用所述当前线性调制信号对所述激光器进行线性调制;
步骤4:利用误差循环迭代方法,重复执行步骤1至步骤3,以进行非线性校正。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:
对所述参考信号进行模数转换,得到数据采集信号;
对所述数据采集信号进行希尔伯特变换,得到时域分析信号;
对所述时域分析信号进行积分变换,得到激光器输出绝对光频;
将所述激光器输出绝对光频与预定的频率-电流变换系数相乘,得到电流调制斜率;
将所述电流调制斜率与预定的激光器预调制斜率进行比较,得到所述线性调频非线性误差。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当前线性调制信号为当前电流线性调制信号;所述当前电流线性调制信号通过以下方式得到:
获取所述激光器的电流预调制信号;
对所述激光器的所述电流预调制信号进行数模转换,得到电压调制信号;
对所述电压调制信号进行电压-电流转换,得到当前电流线性调制信号,以用于驱动所述激光器。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤2具体包括:
将所述线性调频非线性误差信号与所述当前电流线性调制信号求和,得到所述更新的线性调制信号。
5.一种调频连续波激光测距非线性校正装置,其特征在于,所述装置应用于双干涉光路调频连续波激光测距系统;所述系统包括激光器和产生参考信号的参考支路;其中,所述激光器由当前线性调制信号调制;
所述装置至少包括:
时频分析模块,用于对所述参考信号进行时频分析,获得线性调频非线性误差信号;
迭代运算模块,用于将所述线性调频非线性误差信号与所述当前线性调制信号进行迭代运算,得到更新的线性调制信号;
线性调制模块,用于将所述更新的线性调制信号作为所述当前线性调制信号,并利用所述当前线性调制信号对所述激光器进行线性调制;
循环迭代模块,用于利用误差循环迭代方法,重复执行所述时频分析模块、所述迭代运算模块和所述线性调制模块,以进行非线性校正。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述时频分析模块具体用于:
对所述参考信号进行模数转换,得到数据采集信号;
对所述数据采集信号进行希尔伯特变换,得到时域分析信号;
对所述时域分析信号进行积分变换,得到激光器输出绝对光频;
将所述激光器输出绝对光频与预定的频率-电流变换系数相乘,得到电流调制斜率;
将所述电流调制斜率与预定的激光器预调制斜率进行比较,得到所述线性调频非线性误差。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述当前线性调制信号为当前电流线性调制信号;所述装置还包括:
获取模块,用于获取所述激光器的电流预调制信号;
数模转换模块,用于对所述激光器的所述电流预调制信号进行数模转换,得到电压调制信号;
电压电流转换模块,用于对所述电压调制信号进行电压-电流转换,得到当前电流线性调制信号,以用于驱动所述激光器。
8.根据权利要求7所述的,其特征在于,所述迭代运算模块具体用于:
将所述线性调频非线性误差信号与所述当前电流线性调制信号求和,得到所述更新的线性调制信号。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器;其中:
所述存储器,用于存储非暂时性计算机可读指令;
所述处理器,用于运行所述计算机可读指令,使得所述处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的调频连续波激光测距非线性校正方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其用于存储非暂时性计算机可读指令,当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时,使得所述计算机执行如权利要求1-4中任一所述的调频连续波激光测距非线性校正方法。
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