JP7395760B2 - 測距アプリケーションのための周波数情報高速抽出 - Google Patents
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Description
本開示は、2020年4月3日に米国特許商標庁に出願された米国仮特許出願第63/005,011号に基づき、その優先権と利益を主張するものである。上記出願の全内容は、参照により本明細書に援用される。
Claims (13)
- 周波数変調連続波LiDAR(FMCW-LiDAR)システムであって、
レーザを変調するように構成されている電気光学変調器と、
干渉信号を処理し、前記干渉信号に応じたビートノート信号を出力するように構成されている、平衡型光検出器であって、前記レーザの第1の部分を、ターゲットから返される戻りレーザで干渉することによって、前記干渉信号を処理するように構成されており、前記戻りレーザは、前記ターゲットに送信される前記レーザの第2の部分に対応する、前記平衡型光検出器と、
2つの出力を有する変調源であって、前記電気光学変調器及び前記平衡型光検出器のために前記2つの出力を別々に位相掃引するように構成されており、前記2つの出力のうちの第1の出力は前記電気光学変調器に対応し、前記レーザを変調するように構成され、前記2つの出力のうちの第2の出力は前記平衡型光検出器に対応する、前記変調源と、
測定アプリケーションのための周波数情報高速抽出(「FIRE-RA」)システムであって、
前記平衡型光検出器から前記ビートノート信号を受信し、
前記第2の出力からの信号で前記ビートノート信号を処理し、
前記処理されたビートノート信号に応じて、前記ターゲットの距離及び速度データを出力するように構成されている、前記FIRE-RAシステムと、
を含む、FMCW-LiDARシステム。 - 前記変調源は、高出力電圧制御発振器とスプリッタとを含み、前記高出力電圧制御発振器は、前記電気光学変調器を駆動するように構成されており、前記スプリッタは、前記平衡型光検出器を駆動するように構成されている、請求項1に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記FIRE-RAシステムは、前記ビートノート信号と前記第2の出力からの前記信号とが一致する周波数差を抽出することによって、前記ビートノート信号を処理するようにさらに構成されている、請求項1に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記FIRE-RAシステムは、前記周波数差を抽出するように構成されている無線周波数ミキサを含む、請求項3に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記FIRE-RAシステムは、
前記無線周波数ミキサと通信可能に結合されたバンドパスフィルタ又はバンドリジェクトフィルタであって、ビートノートが前記ビートノート信号で発生するときの周波数付近のウィンドウを切り出すように構成されている、前記バンドパスフィルタ又は前記バンドリジェクトフィルタと、
前記バンドパスフィルタ又は前記バンドリジェクトフィルタと通信可能に結合されたエンベロープ検出器であって、ビートノートが前記ビートノート信号で発生するときの発生を記録するように構成されている、前記エンベロープ検出器と、
をさらに含む、請求項4に記載のFMCW-LiDARシステム。 - 前記FIRE-RAシステムは、
前記エンベロープ検出器と通信可能に結合された時間-デジタルコンバータであって、時間における前記ビートノートの前記発生を判定するように構成されている、前記時間-デジタルコンバータをさらに含む、請求項5に記載のFMCW-LiDARシステム。 - 前記FIRE-RAシステムは、2ワット以下の熱負荷を保ちながら、300メートル離れた範囲にわたって5cm又は5cmより優れた総距離精度で検出するようにさらに構成されている、請求項1に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記FIRE-RAシステムから前記距離及び速度データを受信するように構成されているクライアントをさらに含む、請求項1に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記クライアントは、自律走行車である、請求項8に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記ターゲットの前記距離及び速度データは、前記ターゲットのX及びYの位置情報をさらに含む、請求項1に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記平衡型光検出器に通信可能に結合されたIQ復調光学ユニットであって、前記レーザの前記第1の部分と前記第2の部分と間の相対位相差を保ち、前記レーザの前記第1の部分及び前記第2の部分を、前記ターゲットから戻ってきた前記レーザの信号で別々に干渉するように構成されている、前記IQ復調光学ユニットをさらに含む、請求項1に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記IQ復調光学ユニットは、前記レーザの前記第1の部分及び前記第2の部分の各々を、前記ターゲットから戻ってきた前記レーザの前記信号の50%で別々に干渉するようにさらに構成されている、請求項11に記載のFMCW-LiDARシステム。
- 前記平衡型光検出器の出力は、1チャープサイクルの持続時間の間、固定RF周波数として扱われる、請求項11に記載のFMCW-LiDARシステム。
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