[发明专利]激光雷达装置以及测定对象物的速度计算方法

权利要求书

1.一种激光雷达装置，其中，该激光雷达装置具有：

激光收发单元，其向大气中放射激光，接收由存在于大气中的测定对象物反射回的激光，输出所述激光的接收信号；

相干累加单元，其对从所述激光收发单元输出的接收信号进行相干累加；

频谱计算单元，其对由所述相干累加单元相干累加出的接收信号进行傅立叶变换，对傅立叶变换后的接收信号进行不相干累加，计算所述接收信号的频谱；

信噪比计算单元，其根据由所述频谱计算单元计算出的接收信号的频谱和噪声信号的频谱来计算信噪比；

峰值检测单元，其检测由所述信噪比计算单元计算出的信噪比的峰值；以及

速度计算单元，其从多个计算测定对象物的速度的速度计算方法中，选择与由所述峰值检测单元检测出的信噪比的峰值对应的速度计算方法，并按照所述速度计算方法计算测定对象物的速度。

2.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，

在速度计算单元中，在速度的计算速率优先于速度的计算精度的情况下，如果由峰值检测单元检测出的信噪比的峰值高于基准峰值，则选择峰值检测法作为速度计算方法，在该峰值检测法中，根据与所述信噪比的峰值对应的频率来计算测定对象物的速度；如果所述峰值低于所述基准峰值，则选择最大似然估计法作为速度计算方法，在该最大似然估计法中，将预先准备的接收频谱的波形模型的参数设为可变，找出与接收信号的频谱之间的相关性最高的参数，使用所述参数来计算测定对象物的速度，

在速度的计算精度优先于速度的计算速率的情况下，如果所述峰值高于所述基准峰值，则选择重心运算法作为速度计算方法，在该重心运算法中，计算所述信噪比的1个以上的峰值的重心，根据与所述重心对应的频率来计算测定对象物的速度；如果所述峰值低于所述基准峰值，则选择所述最大似然估计法作为速度计算方法。

3.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，

速度计算单元根据由频谱计算单元计算出的接收信号的频谱，来计算测定对象物的速度幅度，

从多个计算测定对象物的速度的速度计算方法中，选择与由峰值检测单元检测出的信噪比的峰值以及所述速度幅度对应的速度计算方法，并按照所述速度计算方法计算测定对象物的速度。

4.根据权利要求3所述的激光雷达装置，其特征在于，

在速度计算单元中，在速度的计算速率优先于速度的计算精度的情况下，如果由峰值检测单元检测出的信噪比的峰值高于基准峰值且测定对象物的速度幅度宽于基准速度幅度，则选择峰值检测法作为速度计算方法，在该峰值检测法中，根据与所述信噪比的峰值对应的频率来计算测定对象物的速度；如果所述峰值高于所述基准峰值且测定对象物的速度幅度窄于所述基准速度幅度，则选择重心运算法作为速度计算方法，在该重心运算法中，计算所述信噪比的1个以上的峰值的重心，根据与所述重心对应的频率来计算测定对象物的速度；如果所述峰值低于所述基准峰值，则选择最大似然估计法作为速度计算方法，在该最大似然估计法中，将预先准备的接收频谱的波形模型的参数设为可变，找出与接收信号的频谱之间的相关性最高的参数，使用所述参数来计算测定对象物的速度，

在速度的计算精度优先于速度的计算速率的情况下，如果所述峰值高于所述基准峰值且测定对象物的速度幅度窄于所述基准速度幅度，则选择所述重心运算法作为速度计算方法；在所述峰值高于所述基准峰值且测定对象物的速度幅度宽于所述基准速度幅度的情况下、或者在所述峰值低于所述基准峰值的情况下，选择所述最大似然估计法作为速度计算方法。

5.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，

所述激光雷达装置设置有累加次数设定单元，该累加次数设定单元根据由信噪比计算单元计算出的信噪比，设定不相干累加的累加次数，

频谱计算单元按照由所述累加次数设定单元设定的累加次数对傅立叶变换后的接收信号进行不相干累加，来计算所述接收信号的频谱。

6.一种测定对象物的速度计算方法，其中，该测定对象物的速度计算方法具有如下步骤：

激光收发处理步骤，在该步骤中，激光收发单元向大气中放射激光，接收由存在于大气中的测定对象物反射回的激光，输出所述激光的接收信号；

相干累加处理步骤，在该步骤中，相干累加单元对在所述激光收发处理步骤中输出的接收信号进行相干累加；

频谱计算处理步骤，在该步骤中，频谱计算单元对在所述相干累加处理步骤中相干累加出的接收信号进行傅立叶变换，对傅立叶变换后的接收信号进行不相干累加，来计算所述接收信号的频谱；

信噪比计算处理步骤，在该步骤中，信噪比计算单元根据在所述频谱计算处理步骤中计算出的接收信号的频谱和噪声信号的频谱来计算信噪比；

峰值检测处理步骤，在该步骤中，峰值检测单元检测在所述信噪比计算处理步骤中计算出的信噪比的峰值；以及

速度计算处理步骤，在该步骤中，速度计算单元从多个计算测定对象物的速度的速度计算方法中，选择与在所述峰值检测处理步骤中检测出的信噪比的峰值对应的速度计算方法，并按照所述速度计算方法计算测定对象物的速度。