[发明专利]用于汽车的调频连续波激光雷达及其测距方法

权利要求书

1.一种用于汽车的调频连续波激光雷达的测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

激光器发出频率连续变化的激光、并形成锯齿波，获取所述锯齿波的实时输出信号及所述锯齿波的斜率；

第一耦合器将所述实时输出信号进行分路、并形成第一路实时信号和第二路实时信号；

第一相控阵将所述第一路实时信号朝被测目标发射、并形成第一信号；

获取所述第一耦合器和所述第一相控阵之间的光纤距离；

所述被测目标反射所述第一信号至第二相控阵、并形成第二信号；

所述第二相控阵接收所述第二信号、并输出为回波信号；

第二耦合器接收所述回波信号；同时，所述第二耦合器接收当前的所述第二路实时信号、并得到本振信号；

获取所述回波信号的第一信号频率，获取所述本振信号的第二信号频率；

根据预设要求获取所述第一信号频率和所述第二信号频率之间的当前第一差频值；

基于第一方程进行计算、并得到所述被测目标和所述第一相控阵之间的间距；包括：

所述第二耦合器将接收到的所述回波信号和所述本振信号进行合路、并重新进行分路、形成两个均等的第一输出光信号；将所述第一输出光信号转换为第一输出电信号；获取时钟信号；采集卡对所述第一输出电信号进行采样，并基于所述时钟信号对所述第一输出电信号进行校正处理，得到输出模拟信号；将所述输出模拟信号进行模数转换、并得到数字输出信号；根据预设要求并基于第一方程对所述数字输出信号进行处理，得到被测目标和所述第一相控阵之间的间距；

其中，所述第一方程为：

R＝(Δf*c/(2*k))-(L/2)；

R为所述被测目标和所述第一相控阵之间的间距，Δf为所述第一信号频率和所述第二信号频率之间的当前第一差频值，c为光速值，k为所述锯齿波的斜率，L为所述第一耦合器和所述第一相控阵之间的光纤距离；

在根据预设要求获取所述第一信号频率和所述第二信号频率之间的当前第一差频值的步骤之后，还包括：

根据预设要求获取下一时刻的当前第一差频值、并得到当前第二差频值；

根据预设要求并基于所述第一差频值和所述第二差频值进行计算、并得到多普勒频移值；

获取所述激光器的当前发射频率；

获取所述被测目标的当前目标径向角；

基于第二方程进行计算、并得到所述被测目标相对所述第一相控阵的移动速度；

其中，所述第二方程为：

v＝(f_Dopp*c)/(f₀*(cosα))；

f_Dopp为多普勒频移值，f₀为所述激光器的当前发射频率，v为所述被测目标相对所述第一相控阵的移动速度，c为光速值，α为所述被测目标的当前目标径向角。

2.根据权利要求1所述的用于汽车的调频连续波激光雷达的测距方法，其特征在于，所述用于汽车的调频连续波激光雷达包括分布式反馈激光器和与所述分布式反馈激光器对应设置的相位调制器；或所述用于汽车的调频连续波激光雷达包括外腔可调激光器。

3.根据权利要求1所述的用于汽车的调频连续波激光雷达的测距方法，其特征在于，在所述激光器发出频率连续变化的激光、并形成锯齿波，获取所述锯齿波的实时输出信号及所述锯齿波的斜率的步骤之后，在所述第一耦合器将所述实时输出信号进行分路、并形成第一路实时信号和第二路实时信号的步骤之前，还包括：

第三耦合器将所述实时输出信号进行分路、并形成第三路实时信号和第四路实时信号；

在所述第一耦合器将所述实时输出信号进行分路、并形成第一路实时信号和第二路实时信号的步骤之后，还包括：

时钟生成模块接收所述第四路实时信号、并生成所述时钟信号；

所述第一耦合器将所述实时输出信号进行分路、并形成第一路实时信号和第二路实时信号的步骤中，所述第一耦合器进行分路的所述实时输出信号为所述第三路实时信号。