[发明专利]一种环境气体的扫描探测方法及激光雷达

权利要求书

1.一种环境气体的扫描探测方法，其特征在于，包括：

在电压-频率扫描曲线上选择第一频率点至第N频率点，及与各个频率点相应第一控制电压至第N控制电压，其中，所述电压-频率扫描曲线为波长可调谐连续激光器的预设波长扫描范围内其接入的控制电压及输出相应频率的关系曲线，且所述预设波长扫描范围覆盖待测类型的气体的吸收谱线，N为不小于2的整数；

根据第i控制电压控制波长可调谐连续激光器输出扫描连续光，同时对所述第i控制电压进行微调以对所述第i频率点相应扫描连续光的频率进行锁定，i为不大于N的正整数；

将所述扫描连续光斩波后得到的扫描脉冲光进行放大后出射至待测环境；

采集所述待测环境的气体回波信号，以获取所述第一频率点至所述第N频率点相应的气体吸收数据；

根据所述气体吸收数据确定所述待测类型的气体的浓度分布信息；

其中，对所述第i控制电压进行微调以对所述第i频率点相应扫描连续光的频率进行锁定，包括：

监测所述波长可调谐连续激光器在所述第i控制电压下输出的检测连续光和飞秒激光器输出的飞秒激光的实际拍频频率，其中，所述检测连续光和所述扫描连续光为所述波长可调谐连续激光器在所述第i控制电压下输出的连续光的分束光；

采用逼近算法，在所述实际拍频频率与锁定拍频频率的差异大于允许相对偏差值时，对所述第i控制电压进行增大调节，且在将所述第i控制电压增大调节的过程中，所述实际拍频频率与锁定拍频频率的差异连续预设次数大于所述允许相对偏差值时，对调节后的所述第i控制电压进行减小调节，直至所述实际拍频频率与锁定拍频频率的差异在所述允许相对偏差值范围内。

2.根据权利要求1所述的环境气体的扫描探测方法，其特征在于，采集所述第i频率点相应的所述待测环境的气体回波信号包括：

按照所述逼近算法对第i频率点相应扫描连续光的频率进行锁定，待连续锁定次数达到90-110后，采集所述第i频率点相应的所述待测环境的气体回波信号。

3.根据权利要求1所述的环境气体的扫描探测方法，其特征在于，采集所述待测环境的气体回波信号包括：

通过脉冲累积方式采集所述待测环境的气体回波信号。

4.根据权利要求3所述的环境气体的扫描探测方法，其特征在于，定义每一所述频率点的锁定过程为一扫描台阶；

其中，自相应所述吸收谱线的中心的扫描台阶至相应所述吸收谱线的两翼处的扫描台阶方向，扫描台阶相应的脉冲累积时间呈减小趋势。

5.根据权利要求1所述的环境气体的扫描探测方法，其特征在于，根据所述气体吸收数据确定所述待测类型的气体的浓度分布信息，包括：

根据所述气体吸收数据获得不同距离处所述待测类型的气体的气体吸收线；

对不同距离处所述待测类型的气体的气体吸收线进行拟合；

通过查找数据库方式自拟合后的气体吸收线中获得不同距离处所述待测类型的气体的浓度信息。

6.根据权利要求5所述的环境气体的扫描探测方法，其特征在于，对不同距离处所述待测类型的气体的气体吸收线进行拟合为：

通过galatry函数对不同距离处所述待测类型的气体的气体吸收线进行拟合。

7.根据权利要求1所述的环境气体的扫描探测方法，其特征在于，所述第一频率点至所述第N频率点中任意相邻两个频率点的间隔相等。

8.根据权利要求1所述的环境气体的扫描探测方法，其特征在于，所述预设波长扫描范围为根据所述待测类型的气体标定后的波长扫描范围。