主动抑制低频干扰的FMCW激光雷达装置和调频方法与流程

本发明涉及激光雷达，具体涉及一种主动抑制低频干扰的fmcw激光雷达装置和调频方法。

背景技术：

1、对于fmcw(frequency modulated continuous wave radar)激光雷达，采用相干探测方式获得目标距离、速度等信息。该类型激光雷达需要对激光器的频率进行连续调制。以dfb半导体激光器为例，通过连续改变激光器的驱动电流，实现激光器输出频率的连续变化。但是，由于激光器输出功率通常与驱动电流相关，对激光器进行调频的同时，会伴随对激光器输出功率的调制。该功率调制信号频率一般较低，会与近距离目标反射信号发生混叠，在转换成频域信号后会干扰对目标信号的判断与识别，影响fmcw激光雷达的近距离性能，是造成近距离“盲区”的原因之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种主动抑制低频干扰的fmcw激光雷达装置和调频方法，以解决对激光器进行调频的同时，会伴随对激光器输出功率的调制，但是该功率调制信号频率一般较低，会与近距离目标反射信号发生混叠，在转换成频域信号后会干扰对目标信号的判断与识别，影响fmcw激光雷达的近距离性能的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种主动抑制低频干扰的fmcw激光雷达装置，该装置包括激光器调制装置和fmcw相干探测装置，激光器调制装置包括多通道信号发生器、激光器和光调制器，多通道信号发生器分别与激光器和光调制器连接；

3、多通道信号发生器，用于产生第一调制信号和第二调制信号，并输出第一调制信号至激光器，以及输出第二调制信号至光调制器，第一调制信号为周期性三角波调制信号，第二调制信号为与第一调制信号反相的同频率周期性三角波调制信号；激光器，用于产生原始激光信号，并基于第一调制信号对原始激光信号进行连续频率调制，得到包含幅度调制信息的初始激光调制信号，以及将初始激光调制信号输出至光调制器；光调制器，用于在多通道信号发生器的控制下，利用第二调制信号对初始激光调制信号进行功率抑制并输出目标激光调制信号至fmcw相干探测装置；fmcw相干探测装置，用于基于目标激光调制信号对目标物体进行探测，得到目标探测距离。

4、本发明提供的主动抑制低频干扰的fmcw激光雷达装置，首先通过信号发生器产生第一调制信号并对激光器产生的原始激光信号进行连续频率调制。其次，结合第二调制信号通过光调制器对调制后的初始激光调制信号进行功率抑制，可以使得光调制器输出的目标激光调制信号的功率受到主动抑制。最后，将抑制后的目标激光调制信号输入至fmcw相干探测装置并完成目标物体的距离探测。因此，通过实施本发明，在实现对激光器连续调频的同时，不会引起激光雷达输入功率的幅度变化，从而避免了低频干扰信号的引入，抑制了低频调制对实际目标信号的干扰，提高了激光雷达对近距离目标的识别能力。

5、在一种可选的实施方式中，多通道信号发生器，还用于在输出第一调制信号和第二调制信号时同步输出同步触发信号至fmcw相干探测装置。

6、本发明提供的主动抑制低频干扰的fmcw激光雷达装置，多通道信号发生器还可以通过在输出对应调制信号的同时同步输出同步触发信号至fmcw相干探测装置，为后续fmcw相干探测装置对目标物体的探测提供了支持。

7、在一种可选的实施方式中，fmcw相干探测装置，包括：fmcw相干探测模组和信号采集计算模组；

8、fmcw相干探测模组，用于基于目标激光调制信号对目标物体进行探测并产生携带目标探测距离信息的混频信号；信号采集计算模组，用于基于同步触发信号获取混频信号的波形数据，并基于波形数据计算目标探测距离。

9、本发明提供的主动抑制低频干扰的fmcw激光雷达装置，通过在fmcw相干探测模组内利用调制后的目标调制信号对目标物体进行探测可以产生携带目标探测距离信息的混频信号，同时，信号采集计算模组根据同步触发信号同步获取产生的混频信号的波形数据并计算出对应的目标探测距离。因此，通过实施本发明，通过调制后的目标调制信号进行探测，提高了对近距离目标的探测准确度。

10、在一种可选的实施方式中，光调制器为硅基mzm型电光调制器。

11、第二方面，本发明提供了一种主动抑制低频干扰的调频方法，用于上述第一方面或其对应的任一实施方式的主动抑制低频干扰的fmcw激光雷达装置内激光器调制装置；该方法包括：

12、利用多通道信号发生器产生第一调制信号和第二调制信号，第一调制信号为周期性三角波调制信号，第二调制信号为与第一调制信号反相的同频率周期性三角波调制信号；利用第一调制信号对激光器的原始激光信号进行连续频率调制，得到包含幅度调制信息的初始激光调制信号；在多通道信号发生器的控制下，基于第二调制信号，利用光调制器对初始激光调制信号进行功率抑制，得到目标激光调制信号。

13、本发明提供的主动抑制低频干扰的调频方法，通过光调制器对调制后的初始激光调制信号进行功率抑制，可以使得光调制器输出的目标激光调制信号的功率受到主动抑制，进而通过实施本发明，在实现对激光器连续调频的同时，不会引起激光雷达输入功率的幅度变化，从而避免了低频干扰信号的引入，抑制了低频调制对实际目标信号的干扰，提高了激光雷达对近距离目标的识别能力。

14、在一种可选的实施方式中，在多通道信号发生器的控制下，基于第二调制信号，利用光调制器对初始激光调制信号进行功率抑制，得到目标激光调制信号，包括：

15、对第二调制信号的输出电压幅度进行调节；在多通道信号发生器的控制下，基于调节后的第二调制信号，利用光调制器对初始激光调制信号进行功率抑制，得到目标激光调制信号。

16、本发明提供的主动抑制低频干扰的调频方法，通过调节第二调制信号的输出电压幅度，可以使得初始激光调制信号经过光调制器处理后输出功率幅度稳定的目标激光调制信号，实现了激光信号的功率的主动抑制，为后续提高激光雷达对近距离目标的识别能力提供了支持。

17、在一种可选的实施方式中，该方法还包括：将目标激光调制信号输出至fmcw相干探测装置，使得fmcw相干探测装置基于目标激光调制信号对目标物体进行探测。

18、本发明提供的主动抑制低频干扰的调频方法，通过将调制后的目标激光调制信号输入至fmcw相干探测装置并完成目标物体的距离探测，提高了对近距离目标的探测准确度。

19、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的主动抑制低频干扰的调频方法。

20、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的主动抑制低频干扰的调频方法。

21、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第二方面或其对应的任一实施方式的主动抑制低频干扰的调频方法。