[发明专利]调频连续波激光测距中激光器跳模影响的抑制方法

摘要

本发明公开了调频连续波激光测距中激光器跳模影响的抑制方法。外腔式可调谐激光器作为光源易导致输出激光信号出现跳摸。本发明的可调谐激光器发射激光，分别进入测量干涉系统和参考干涉系统，高速数据采集系统采集得到离散数字信号Sig1和Sig2；计算离散数字信号Sig2的极大值和极小值，将极大值和极小值按采样时间合并为数组Extr；计算离散数字信号Sig2的均值，删除数组Extr中小于均值的极大值和大于均值的极小值，得到极值数组；用极值数组的元素对离散数字信号Sig1进行采样，并对采样信号进行快速傅里叶变换，得到频谱图中主瓣峰值对应的频率；根据频率计算被测目标的距离。本发明可有效抑制可调谐激光器跳模。

主权项

1.调频连续波激光测距中激光器跳模影响的抑制方法，其特征在于：该方法具体如下：步骤1、搭建双干涉光路调频连续波激光测距系统，可调谐激光器发射光频线性调制的窄线宽激光，分别进入测量干涉系统和参考干涉系统，得到两路频率不相等的正弦波信号；其中，测量干涉系统中，激光被分为两路，一路激光被逆反射棱镜反射后与另一路发生干涉得到正弦波信号；高速数据采集系统的通道一和通道二分别对测量干涉系统和参考干涉系统的正弦波信号进行同步数据采集，得到离散数字信号Sig1和Sig2；步骤2、利用差分法计算离散数字信号Sig2的极大值和极小值，极大值数组为Maxs＝{A₁,A₂,A₃,…,A_n}，极小值数组为Mins＝{B₁,B₂,B₃,…,B_m}；步骤3、将极大值数组和极小值数组按照采样时间顺序合并为一个数组Extr＝{E₁,E₂,E₃,…,E_a,…,E_k}，其中，k＝m+n，1≤a≤k；E_a根据a的值按下述两种方式中的一种取极大值或极小值：(1)a为奇数时，E_a取极大值，a为偶数时，E_a取极小值；(2)a为奇数时，E_a取极小值，a为偶数时，E_a取极大值；步骤4、计算离散数字信号Sig2的均值Mean；步骤5、找出极大值数组中所有小于均值Mean的元素A_i，从数组Extr中删除与元素A_i采样时间相同的元素E_i，若元素E_i前一采样时刻还有元素，则删除元素E_(i‑1)；步骤6、找出极小值数组中所有大于均值Mean的元素B_i，从数组Extr中删除与元素B_i采样时间相同的元素E_i，若元素E_i前一采样时刻还有元素，则删除元素E_(i‑1)，得到极值数组Extrp；步骤7、将极值数组Extrp中的各个元素作为采样点，对离散数字信号Sig1进行采样，并对采样信号进行快速傅里叶变换，得到频谱图中主瓣峰值对应的频率，然后根据该频率计算被测目标的距离；所述的步骤1进一步描述为：在测量干涉系统中，一路激光依次经过光环行器和准直透镜投射至逆反射棱镜，被逆反射棱镜反射后再依次经过准直透镜和光环行器反射至第一光电探测器表面与另一路激光汇合，发生干涉，得到正弦波信号；参考干涉系统中，延迟光纤令进入参考干涉系统两个干涉臂的激光出现光程差，在第二光电探测器表面发生干涉，得到正弦波信号。