一种抑制振动效应的调频连续波激光测距方法与流程

文档序号:15996631发布日期:2018-11-20 18:55阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种抑制振动效应的调频连续波激光测距方法,其特征在于,利用可调谐激光器、固定激光器、光子晶体光纤、光纤光栅产生不同频率段的频率扫描信号,测量干涉系统产生两个信号的测量拍频信号,辅助干涉系统产生两个信号的辅助拍频信号,对两个测量拍频信号和两个辅助拍频信号进行处理,最终获得消除振动影响的待测目标的真实距离值。

2.根据权利要求1所述的一种抑制振动效应的调频连续波激光测距方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

测距信号的产生:

1-1步骤、可调谐激光器产生频率扫描信号;固定激光器产生固定频率的光信号;将频率扫描信号和固定频率的光信号形成的组合光输入光子晶体光纤,通过所述光子晶体光纤中的非线性效应产生在频率上与频率扫描信号关于固定激光器频率中心对称的镜像频率扫描信号;光纤光栅的输出包含频率扫描信号以及镜像频率扫描信号;将频率扫描信号和镜像频率扫描信号形成的组合光同时送入测量干涉系统和辅助干涉系统;

1-2步骤、进入测量干涉系统的频率扫描信号和镜像频率扫描信号经过第二分束器分为C路和D路,C路和D路的输入均为含有频率扫描信号和镜像频率扫描信号的组合光信号;其中,C路激光经过光环形器、准直透镜,由反射镜反射后,原路返回进入所述光环形器,再进入第二耦合器;D路激光与C路激光在第二耦合器汇合,频率扫描信号和镜像频率扫描信号在第二耦合器分别发生干涉,并由第一粗波分复用器分开,在第一光电探测器和第二光电探测器分别产生第一测量拍频信号和第二测量拍频信号;

1-3步骤、进入辅助干涉系统的频率扫描信号和镜像频率扫描信号经过第三分束器分为E路和F路,E路和F路的输入均为含有频率扫描信号和镜像频率扫描信号的组合光信号;E路激光经过长度恒定且已知光程差的延时光纤后进入第三耦合器与F路激光汇合,频率扫描信号和镜像频率扫描信号在第三耦合器分别发生干涉,并由第二粗波分复用器分开,在第三光电探测器和第四光电探测器分别产生第一辅助拍频信号和第二辅助拍频信号;

其中,E路和F路形成了参考干涉光路,C路和D路形成了测量光路;

同步数据采集:

同步数据采集系统对测量干涉系统产生的第一测量拍频信号和第二测量拍频信号以及辅助干涉系统产生的第一辅助拍频信号和第二辅助拍频信号进行同步采样,步骤如下:

2-1、同步数据采集系统的初始化,设置采样时间t、采样频率f;

2-2、数据采集,采集过程中对同步数据采集系统采集到第一测量拍频信号、第二测量拍频信号和第一辅助拍频信号、第二辅助拍频信号进行错误检测判断,如果没有错误则进行下一步骤,否则重新执行2-2步骤;

数据处理:

由于需对第一测量拍频信号和第二测量拍频信号进行同步处理,且可调谐激光器输出的光频率并非是完全线性调制的,所以需对第一测量拍频信号和第二测量拍频信号进行同步等光频重采样,且所述参考干涉光路的光程差大于所述测量光路的光程差两倍以上,使得辅助干涉系统的辅助拍频信号的频率是测量干涉系统的测量拍频信号的频率的2倍以上,具体包括以下步骤:

3-1步骤、将经过同步数据采集系统的第一辅助拍频信号和第二辅助拍频信号相乘,并高通滤波,得到一个等光频重采样信号;

3-2步骤、将3-1步骤得到的等光频重采样信号对第一测量拍频信号和第二测量拍频信号分别进行等光频重采样;

3-3步骤、将等光频重采样过后的第一测量拍频信号和第二测量拍频信号相乘,然后通过高通滤波,得到一个新信号,利用chirp-z变换精确求得所得新信号的频率,所述新信号的频率对应了消除振动影响的待测真实距离值。

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