[发明专利]检索正弦相位调制激光干涉数字信号波形拐点位置的方法

说明书

本发明公开了检索正弦相位调制激光干涉数字信号波形拐点位置的方法，包括两个互补的拐点检索方案，分别为间断点检索方案、相邻零点间距检索方案。去除相邻零点间距检索方案中的错误点后，把两种方案检索的拐点位置合并，即可得到正弦相位调制激光干涉信号波形的所有拐点位置。本发明可以精确检索正弦相位调制激光干涉数字信号波形中拐点位置，在光干涉信号处理领域具有极高的应用价值。

技术领域

本发明涉及光干涉信号处理领域，尤其是一种检索正弦相位调制激光干涉数字信号波形拐点位置的方法。

背景技术

通过对激光干涉信号的相位进行正弦调制，可以得到周期性的干涉条纹。精确检索干涉条纹的周期性拐点，通过条纹计数，可以实现精密激光测距。

正弦相位调制激光干涉信号，理论上以正弦调制信号的周期为周期，通过检索正弦调制信号的极值位置，可以找到正弦相位调制激光干涉信号的拐点位置。但是由于在对DFB激光器做波长调制时，激光器载流子浓度的变化，导致光波长的变化所需要的时间，大于光功率变化所需时间。进而导致正弦相位调制激光干涉信号的拐点位置，与正弦调制信号的极值位置不严格重合，所以不能通过正弦调制信号来精确检索干涉信号波形拐点位置。

发明内容

本发明致力于提供一种可以精确检索正弦相位调制激光干涉数字信号波形中拐点位置的方法，解决现有技术的不足。

本发明采用如下技术方案：

检索正弦相位调制激光干涉数字信号波形拐点位置的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)先归一化正弦相位调制激光干涉数字信号波形；

(2)用间断点检索方案确定正弦相位调制激光干涉数字信号波形拐点位置，把检索到的拐点存为数组P；

(3)用相邻零点间距检索方案确定正弦相位调制激光干涉数字信号波形拐点位置，把检索到的拐点位置存为数组Q；

(4)去除步骤(3)检索到的错误拐点位置，得到数组Q’；

(5)在步骤(4)的基础上，去除步骤(3)检索到的和(2)检索到的重复拐点，得到数组Q”；

(6)数组P合数组Q”，得到数组T，确定正确拐点位置。

所述归一化正弦相位调制激光干涉数字信号波形拐点处于宽的干涉条纹内，干涉条纹较宽时，拐点的绝对值较大，通过步骤(2)进行检索存在漏检的情况，当拐点的绝对值较小，通过步骤(3)进行检索存在错检的情况。

所述步骤(2)中先对归一化正弦相位调制激光干涉数字信号波形作初步变换，得到初步变换波形后，再用间断点检索方案确定正弦相位调制激光干涉数字信号波形拐点位置。

(2-1)当归一化正弦相位调制激光干涉数字信号波形曲线的斜率小于零时，归一化正弦相位调制激光干涉数字信号波形的反余弦取值在[0～π]范围内，计算相应的正弦值，得到的正弦值在[0～1]范围内；

(2-2)当归一化正弦相位调制激光干涉数字信号波形曲线的斜率大于零时，归一化正弦相位调制激光干涉数字信号波形的反余弦取值在[π～0]范围内，对此范围取负值，使其处于区间[-π～0]内，计算相应的正弦值，则对应的正弦值在[0～-1]范围内。

所述正弦相位调制激光干涉信号波形的相位可以表示为其中ω、t、分别表示相位调制的振幅、角频率、时间、初相位，则该正弦相位调制激光干涉信号波形的归一化信号波形表示为cos(ψ(t))。

所述得到初步变换波形的变换方法如下：

(2-1)当公式cos(ψ(t))的导数小于零时，也就是曲线的斜率小于零时，cos(ψ(t))的反余弦取值在[0～π]范围内，计算相应的正弦值，得到的正弦值在[0～1]范围内；