CN212433413U - 调频连续波激光探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调频连续波激光探测系统，包括本地发射装置DDS1、本地发射装置DDS2、第一放大器、倍频器、激光发射装置、激光接收装置、混频器、第二放大器、A/D转换器和信号处理装置；本地发射装置DDS1的输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与倍频器的输入端连接，倍频器的输出端与第一激光发射装置的输入端连接，激光发射装置的输出端发出发射波；激光接收装置的输出端与混频器的第一输入端连接，第二混频器的第二输入端与本地发射装置DDS2连接。本实用新型可以采集三维(距离，速度，反射率)数据可构成目标的三维信息，对目标进行3D成像，系统结构简单，可应用于不同精度的激光测距等。

Description

调频连续波激光探测系统

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，更为具体地，涉及一种调频连续波激光探测系统。

背景技术

调频连续波(FMCW)雷达是一种通过对连续波进行频率调制来获得距离与速度信息的雷达体制，雷达调频可以采用多种方式，如线性调制和正弦调制。线性调频连续波(LFMCW)雷达是具有高距离分辨率、低发射功率、高接收灵敏度、结构简单等优点，不存在距离盲区，具有比脉冲雷达更好的反隐身、抗背景杂波及抗干扰能力的特点。现有技术采用固定信号频率，不能符合不同距离以及高精度测距要求。现有的调频连续波激光探测系统，存在结构复杂，不能进行差频信号处理等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种调频连续波激光探测系统，可以采集三维(距离，速度，反射率)数据可构成目标的三维信息，对目标进行3D成像，系统结构简单，可应用于不同精度的激光测距等。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种调频连续波激光探测系统，包括本地发射装置DDS1、本地发射装置DDS2、第一放大器、倍频器、激光发射装置、激光接收装置、混频器、第二放大器、A/D转换器和信号处理装置；本地发射装置DDS1的输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与倍频器的输入端连接，倍频器的输出端与第一激光发射装置的输入端连接，激光发射装置的输出端发出发射波；激光接收装置的输出端与混频器的第一输入端连接，第二混频器的第二输入端与本地发射装置DDS2连接，混频器的输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与信号处理装置的输入端连接。

进一步的，所述本地发射装置DDS1发射三角型调频连续波。

进一步的，所述本地发射装置DDS2发射本地副本信号，并与激光接收装置接收的信号进行混频，用于产生差频信号，且通过混频器的差频信号输出端输出所述差频信号。

进一步的，所述差频信号包含了被测目标的距离和速率信息。

进一步的，激光接收装置接收的回波光的强度包含了与目标反射率有关的相对强度信息，用于获取强度数据。

进一步的，包括3D成像装置，所述3D成像装置与信号处理装置连接；利用这种采集的三维信息数据，包括距离，速度，反射率数据构成被测目标的3维信息，能够对目标进行3D成像。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过本地发射装置DDS1、本地发射装置DDS2、第一放大器、倍频器、激光发射装置、激光接收装置、混频器、第二放大器、A/D转换器和信号处理装置等，本地发射源DDS1发射三角型调频连续波经放大、倍频后由激光部分发射出去，信号遇障碍物反射回来，经激光接收部分接收跟本地副本信号DDS2混频产生差频信号，差频信号包含了目标的距离跟速率信息。差频经放大、A/D进行模数转换后进行数字信号处理，对目标进行捕获、跟踪，求解出目标距离跟速度。同时回波光的强度也包含了与目标反射率有关的相对强度信息，因为可获取强度数据。利用这种三维(距离，速度，反射率)数据可构成目标的三维信息，对目标进行3D成像，系统结构简单，可应用于不同精度的激光测距等。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在对实施例进行描述之前，需要对一些必要的术语进行解释。例如：

若本申请中出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，下文所讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本实用新型的教导。应当理解的是，若提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。

在本申请中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本实用新型的限定，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式意图也包括复数形式。

当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。

如图1所示，一种调频连续波激光探测系统，包括本地发射装置DDS1、本地发射装置DDS2、第一放大器、倍频器、激光发射装置、激光接收装置、混频器、第二放大器、A/D转换器和信号处理装置；本地发射装置DDS1的输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与倍频器的输入端连接，倍频器的输出端与第一激光发射装置的输入端连接，激光发射装置的输出端发出发射波；激光接收装置的输出端与混频器的第一输入端连接，第二混频器的第二输入端与本地发射装置DDS2连接，混频器的输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与信号处理装置的输入端连接。

进一步的，所述本地发射装置DDS1发射三角型调频连续波。

进一步的，所述本地发射装置DDS2发射本地副本信号，并与激光接收装置接收的信号进行混频，用于产生差频信号，且通过混频器的差频信号输出端输出。

进一步的，所述差频信号包含了被测目标的距离和速率信息。

进一步的，激光接收装置接收的回波光的强度包含了与目标反射率有关的相对强度信息，用于获取强度数据。

进一步的，包括3D成像装置，所述3D成像装置与信号处理装置连接；利用这种采集的三维信息数据，包括距离，速度，反射率数据构成被测目标的三维信息，能够对目标进行3D成像。

实施例1

如图1所示，本领域技术人员可将本实用新型作为一种调频连续波激光探测系统，包括本地发射装置DDS1、本地发射装置DDS2、第一放大器、倍频器、激光发射装置、激光接收装置、混频器、第二放大器、A/D转换器和信号处理装置；本地发射装置DDS1的输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与倍频器的输入端连接，倍频器的输出端与第一激光发射装置的输入端连接，激光发射装置的输出端发出发射波；激光接收装置的输出端与混频器的第一输入端连接，第二混频器的第二输入端与本地发射装置DDS2连接，混频器的输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与信号处理装置的输入端连接。

在本实施例，本地发射源DDS1发射三角型调频连续波经放大、倍频后由激光部分发射出去，信号遇障碍物反射回来，经激光接收部分接收跟本地副本信号DDS2混频产生差频信号，差频信号包含了目标的距离跟速率信息。差频经放大、A/D进行模数转换后进行数字信号处理，对目标进行捕获、跟踪，求解出目标距离跟速度。同时回波光的强度也包含了与目标反射率有关的相对强度信息，因为可获取强度数据。利用这种三维(距离,速度，反射率)数据可构成目标的三维信息，对目标进行3D成像。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”均是广义含义，本领域技术人员应作广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是活动连接，或整体地连接，或局部地连接，可以是机械连接，也可以是电性连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通等，对于本领域的技术人员来说，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，即，文字语言的表达与实际技术的实施可以灵活对应，本实用新型的说明书的文字语言(包括附图)的表达不构成对权利要求的任何单一的限制性解释。

本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的技术，例如具体的施工细节，作业条件和其他的技术条件等。

Claims (6)

1.一种调频连续波激光探测系统，其特征在于，包括本地发射装置DDS1、本地发射装置DDS2、第一放大器、倍频器、激光发射装置、激光接收装置、混频器、第二放大器、A/D转换器和信号处理装置；本地发射装置DDS1的输出端与第一放大器的输入端连接，第一放大器的输出端与倍频器的输入端连接，倍频器的输出端与第一激光发射装置的输入端连接，激光发射装置的输出端发出发射波；激光接收装置的输出端与混频器的第一输入端连接，第二混频器的第二输入端与本地发射装置DDS2连接，混频器的输出端与第二放大器的输入端连接，第二放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与信号处理装置的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种调频连续波激光探测系统，其特征在于，所述本地发射装置DDS1发射三角型调频连续波。

3.根据权利要求1所述的一种调频连续波激光探测系统，其特征在于，所述本地发射装置DDS2发射本地副本信号，并与激光接收装置接收的信号进行混频，用于产生差频信号，且通过混频器的差频信号输出端输出所述差频信号。

4.根据权利要求3所述的一种调频连续波激光探测系统，其特征在于，所述差频信号包含了被测目标的距离和速率信息。

5.根据权利要求4所述的一种调频连续波激光探测系统，其特征在于，激光接收装置接收的回波光的强度包含了与目标反射率有关的相对强度信息。

6.根据权利要求4或5所述的一种调频连续波激光探测系统，其特征在于，包括3D成像装置，所述3D成像装置与信号处理装置连接；利用这种采集的三维信息数据，包括距离，速度，反射率数据构成被测目标的三维信息，能够对目标进行3D成像。

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