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(19)国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号CN111766597B (45)授权公告日2022.05.13 (21)申请号202010653425.8(56)对比文件 (22)申请日2020.07.08CN102707275A,2012.10.03 CN104237896A,2014.12.24 (65)同一申请的已公布的文献号CN107783132A,2018.03.09 申请公布号CN111766597ACN101458279A,2009.06.17 (43)申请公布日2020.10.13CN111123286A,2020.05.08 (73)专利权人哈尔滨理工大学CN103064062A,2013.04.24 地址150080黑龙江省哈尔滨市南岗区学WO2017059961A1,2017.04.13 府路52号杜昊辰.调频式激光测距差拍信号欠采样频 率估计系统设计《.中国优秀硕士学位论文全文 (72)发明人盖建新姜志伟数据库》.2019,第11、16、27、28、29页. (74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事审查员唐松柏 务所23109 专利代理师于歌 (51)Int.Cl. G01S17/36(2006.01) G01S7/4915(2020.01)权利要求书3页说明书9页附图3页 (54)发明名称 调频连续波激光测距差拍信号测频方法及 装置 (57)摘要 调频连续波激光测距差拍信号测频方法及 装置,涉及调频连续波激光测距技术领域。本发 明是为了解决传统的傅里叶变换无法满足大尺 寸、高精度的测距环境要求的问题。本发明在对 差拍信号进行频域带通滤波来降低噪声干扰;采 用NCOIP核代替传统DDS技术,实时合成参数可 灵活调整的波形序列;将频谱序列H(r)和 存入ROM模块中,用查找ROM表方法代替复杂计 算,降低系统功耗和复杂程度;充分利用FPGA并 行运算处理的特点,在一个扫频周期内,完成上 扫频和下扫频测频的两级流水线信号处理工作。 本发明适用于线性调频连续波激光测距领域,进 行精确检测。 CN111766597B CN111766597B权利要求书1/3页 1.调频连续波激光测距差拍信号测频方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一:对调频连续波激光雷达差拍信号进行采样,获得差拍信号采样序列; 步骤二:对差拍信号采样序列进行离散傅里叶变换计算,获得上、下扫频粗测频谱峰值 处对应的频率和频域序列,对上、下扫频频域序列依次进行带通滤波和离散傅里叶逆变换, 获得待细化的上、下扫频时序序列; 步骤三:对待细化的上、下扫频时序序列进行局部抽样细化,获得上、下扫频细测频谱 峰值处对应的频率,完成调频连续波激光测距差拍信号测频; 步骤一中,利用模数转换器对调频连续波激光雷达差拍信号u(t)进行采样,获得差拍 信号采样序列us(n), 其中,为待测差拍信号频率,fs为模数转换器采样率,A为幅值、n为us(n)的序列号、 δ0为初始相位; 步骤二中获得粗测频谱峰值处对应的频率的具体方法为: 对差拍信号采样序列us(n)进行N点快速离散傅里叶变换,获得频域序列 根据频谱峰值获得峰值谱线序号km,km为上扫频峰值谱线序号km_a或下 扫频峰值谱线序号km_b, 根据峰值谱线序号km计算粗测频谱峰值处对应的频率fm: 步骤三中获得上、下扫频细测频谱峰值处对应的频率的具体方法为: S31:根据粗测频谱峰值处对应的频率fm获得相应的真实频率区间delta: 其中, S32:根据真实频率区间delta和细化频率f1分别获得抽样起点和抽样间隔 其中,k为抽样序号; S33:根据抽样起点抽样间隔相位增量φINC和频率调制增量 φFM并利用NCOIP核产生参数可调的波形序列将该波形序列与待细化的时序序 2 CN111766597B权利要求书2/3页 列相乘,获得 S34:对进行快速离散傅里叶变换,获得 S35:查找ROM表读取的频谱序列H(r),将H(r)和进行复数乘法运算 获得上述ROM表中包括已经预设好的h(n)的频谱序列H(r)和序列 S36:对做离散傅里叶逆变换获得将与相乘获得局部抽样序 列计算局部抽样序列中频谱峰值处对应的谱线序号根据计算获 得细测频谱峰值处对应的频率 2.根据权利要求1所述的调频连续波激光测距差拍信号测频方法,其特征在于,对频域 序列进行带通滤波的方法为: 保留和使剩余的频域值均为0,获得滤波后的频域序 列 对上述滤波后的频域序列进行离散傅里叶逆变换,获得待细化的时序序列 3.根据权利要求1所述的调频连续波激光测距差拍信号测频方法,其特征在于,S33中, 相位增量表达式为: 其中,P为NCOIP核内部相位累加器的
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