本發(fā)明涉及激光雷達，具體涉及一種被動抑制低頻干擾的fmcw激光雷達裝置和調(diào)頻方法。

背景技術(shù)：

1、對于fmcw(frequency?modulated?continuous?wave?radar)激光雷達，采用相干探測方式獲得目標距離、速度等信息。該類型激光雷達需要對激光器的頻率進行連續(xù)調(diào)制。以dfb半導(dǎo)體激光器為例，通過連續(xù)改變激光器的驅(qū)動電流，實現(xiàn)激光器輸出頻率的連續(xù)變化。但是，由于激光器輸出功率通常與驅(qū)動電流相關(guān)，對激光器進行調(diào)頻的同時，會伴隨對激光器輸出功率的調(diào)制。該功率調(diào)制信號頻率一般較低，會與近距離目標反射信號發(fā)生混疊，在轉(zhuǎn)換成頻域信號后會干擾對目標信號的判斷與識別，影響fmcw激光雷達的近距離性能，是造成近距離“盲區(qū)”的原因之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種被動抑制低頻干擾的fmcw激光雷達裝置和調(diào)頻方法，以解決對激光器進行調(diào)頻的同時，會伴隨對激光器輸出功率的調(diào)制，但是該功率調(diào)制信號頻率一般較低，會與近距離目標反射信號發(fā)生混疊，在轉(zhuǎn)換成頻域信號后會干擾對目標信號的判斷與識別，影響fmcw激光雷達的近距離性能的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種被動抑制低頻干擾的fmcw激光雷達裝置，該裝置包括：激光器調(diào)制裝置和fmcw相干探測裝置，激光器調(diào)制裝置包括信號發(fā)生器、激光器、非線性吸收體和光放大器；

3、信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生調(diào)制信號并輸出調(diào)制信號至激光器；激光器，用于產(chǎn)生原始激光信號，并基于調(diào)制信號對原始激光信號進行連續(xù)頻率調(diào)制，得到包含幅度調(diào)制信息的第一調(diào)制激光信號，以及將第一調(diào)制激光信號輸出至非線性吸收體；非線性吸收體，用于對第一調(diào)制激光信號進行吸光處理，得到第二調(diào)制激光信號，并將第二調(diào)制激光信號輸出至光放大器；光放大器，用于對第二調(diào)制激光信號的功率進行放大處理后輸出目標調(diào)制信號至fmcw相干探測裝置；fmcw相干探測裝置，用于基于目標調(diào)制信號對目標物體進行探測，得到目標探測距離。

4、本發(fā)明提供的被動抑制低頻干擾的fmcw激光雷達裝置，首先通過信號發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制信號并對激光器產(chǎn)生的原始激光信號進行連續(xù)頻率調(diào)制。其次，通過非線性吸收體對調(diào)制后的第一調(diào)制激光信號進行吸光處理，可以使得第二調(diào)制激光信號呈現(xiàn)近似恒定輸出，且與驅(qū)動電流無關(guān)，進一步，通過非線性吸收體可以被動抑制輸入fmcw相干探測裝置的激光功率波動水平。然后，通過光放大器可以使得第二調(diào)制激光信號的功率處于光放大器的飽和增益區(qū)，從而進一步抑制光功率波動水平，從而抑制頻率調(diào)制引起的激光功率變化。最后，將抑制后的目標調(diào)制信號輸入至fmcw相干探測裝置并完成目標物體的距離探測。因此，通過實施本發(fā)明，在實現(xiàn)對激光器連續(xù)調(diào)頻的同時，弱化了激光雷達輸入功率的幅度變化，從而降低甚至避免了低頻干擾信號的引入，抑制了低頻調(diào)制對實際目標信號的干擾，提高了激光雷達對近距離目標的識別能力。

5、在一種可選的實施方式中，fmcw相干探測裝置，包括：fmcw相干探測模組和信號采集計算模組；

6、fmcw相干探測模組，用于基于目標調(diào)制信號對目標物體進行探測并產(chǎn)生攜帶目標探測距離信息的混頻信號；信號采集計算模組，用于基于同步觸發(fā)信號獲取混頻信號的波形數(shù)據(jù)，并基于波形數(shù)據(jù)計算目標探測距離，同步觸發(fā)信號在信號發(fā)生器輸出調(diào)制信號時同步輸出至信號采集計算模組。

7、本發(fā)明提供的被動抑制低頻干擾的fmcw激光雷達裝置，通過在fmcw相干探測模組內(nèi)利用調(diào)制后的目標調(diào)制信號對目標物體進行探測可以產(chǎn)生攜帶目標探測距離信息的混頻信號，同時，信號采集計算模組根據(jù)同步觸發(fā)信號同步獲取產(chǎn)生的混頻信號的波形數(shù)據(jù)并計算出對應(yīng)的目標探測距離。因此，通過實施本發(fā)明，通過調(diào)制后的目標調(diào)制信號進行探測，提高了對近距離目標的探測準確度。

8、在一種可選的實施方式中，非線性吸收體采用硅基波導(dǎo)延遲線結(jié)構(gòu)。

9、本發(fā)明提供的被動抑制低頻干擾的fmcw激光雷達裝置，通過采用硅基波導(dǎo)延遲線結(jié)構(gòu)的非線性吸收體，可以實現(xiàn)與fmcw激光雷達內(nèi)硅光芯片的一體化設(shè)計與集成。

10、第二方面，本發(fā)明提供了一種被動抑制低頻干擾的調(diào)頻方法，用于上述第一方面或其對應(yīng)的任一實施方式的被動抑制低頻干擾的fmcw激光雷達裝置內(nèi)激光器調(diào)制裝置；該方法包括：

11、利用信號發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制信號；利用調(diào)制信號控制激光器驅(qū)動電流變化產(chǎn)生連續(xù)頻率調(diào)制并輸出包含幅度調(diào)制信息的第一調(diào)制激光信號；將第一調(diào)制激光信號分別經(jīng)過非線性吸收體和光放大器處理，得到目標調(diào)制信號。

12、本發(fā)明提供的被動抑制低頻干擾的調(diào)頻方法，通過非線性吸收體和光放大器對激光信號進行處理，可以在實現(xiàn)對激光器連續(xù)調(diào)頻的同時，弱化了激光雷達輸入功率的幅度變化，從而降低甚至避免了低頻干擾信號的引入，抑制了低頻調(diào)制對實際目標信號的干擾。

13、在一種可選的實施方式中，利用調(diào)制信號控制激光器驅(qū)動電流變化產(chǎn)生連續(xù)頻率調(diào)制并輸出包含幅度調(diào)制信息的第一調(diào)制激光信號，包括：

14、獲取調(diào)制信號的電壓幅度和激光器的調(diào)制效率；基于電壓幅度和調(diào)制效率確定調(diào)制寬帶；基于調(diào)制寬帶，利用調(diào)制信號控制激光器驅(qū)動電流變化產(chǎn)生連續(xù)頻率調(diào)制并輸出包含幅度調(diào)制信息的第一調(diào)制激光信號。

15、本發(fā)明提供的被動抑制低頻干擾的調(diào)頻方法，在利用調(diào)制信號控制激光器驅(qū)動電流變化產(chǎn)生連續(xù)頻率調(diào)制時，可以根據(jù)調(diào)制信號的電壓幅度和激光器的調(diào)制效率確定調(diào)制寬帶。

16、在一種可選的實施方式中，將第一調(diào)制激光信號分別經(jīng)過非線性吸收體和光放大器處理，得到目標調(diào)制信號，包括：

17、利用非線性吸收體對第一調(diào)制激光信號進行吸光處理并輸出第二調(diào)制激光信號至光放大器；利用光放大器對第二調(diào)制激光信號進行放大處理，得到目標調(diào)制信號。

18、本發(fā)明提供的被動抑制低頻干擾的調(diào)頻方法，通過非線性吸收體對調(diào)制后的第一調(diào)制激光信號進行吸光處理，可以使得第二調(diào)制激光信號呈現(xiàn)近似恒定輸出，且與驅(qū)動電流無關(guān)，進一步，通過非線性吸收體可以被動抑制輸入fmcw相干探測裝置的激光功率波動水平。進一步，通過光放大器可以使得第二調(diào)制激光信號的功率處于光放大器的飽和增益區(qū)，從而進一步抑制光功率波動水平，從而抑制頻率調(diào)制引起的激光功率變化。

19、在一種可選的實施方式中，該方法還包括：

20、將目標調(diào)制信號輸出至fmcw相干探測裝置，使得fmcw相干探測裝置基于目標調(diào)制信號對目標物體進行探測。

21、本發(fā)明提供的被動抑制低頻干擾的調(diào)頻方法，通過將調(diào)制后的目標調(diào)制信號輸入至fmcw相干探測裝置并完成目標物體的距離探測，提高了對近距離目標的探測準確度。

22、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算機設(shè)備，包括：存儲器和處理器，存儲器和處理器之間互相通信連接，存儲器中存儲有計算機指令，處理器通過執(zhí)行計算機指令，從而執(zhí)行上述第二方面或其對應(yīng)的任一實施方式的被動抑制低頻干擾的調(diào)頻方法。

23、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第二方面或其對應(yīng)的任一實施方式的被動抑制低頻干擾的調(diào)頻方法。

24、第五方面，本發(fā)明提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第二方面或其對應(yīng)的任一實施方式的被動抑制低頻干擾的調(diào)頻方法。