[发明专利]中频信号非线性相位误差补偿方法、测距法、装置和介质

说明书

本发明公开了一种中频信号非线性相位误差补偿方法、测距法、装置和介质。其中，该中频信号非线性相位误差补偿方法用于调频连续波激光测距系统；该调频连续波激光测距系统包括参考支路和测量支路；该方法至少可以包括：获取参考支路中频信号在时域内的相位误差分布；对参考支路中频信号在时域内的相位误差分布进行放大，得到测量支路中频信号的相位误差补偿量分布；利用测量支路中频信号的相位误差补偿量分布，对测量支路中频信号的相位误差进行补偿。本公开实施例通过上述技术方案，解决了如何有效地补偿中频信号非线性相位误差的技术问题，而且硬件消耗不多，可以准确地解算中频信号频率，并最终可以提高调频连续波激光测距系统的测距精度。

技术领域

本公开实施例涉及调频连续波激光测距技术领域，具体涉及一种中频信号非线性相位误差补偿方法、测距法、装置和介质。

背景技术

调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，简称FMCW)激光测距技术是一种中近距离高精度绝对测距技术，其具有非合作、非接触等优点。调频连续波在诸如火箭装配误差测量、风电叶片面型测量等高精度大尺寸三维形貌测量领域的应用具有重要意义。

在调频连续波激光测距系统中，激光信号(即激光器发射信号)频率的非线性无法通过非线性预校正彻底消除，由此会导致中频信号中存在非线性调频造成的非线性相位误差。

现有技术通常采用等光频采样法来抑制中频信号非线性相位误差。等光频采样法的原理是利用参考光路的信号作为时钟对测量光路的干涉信号进行采样，对可调谐激光器的扫频线性度进行补偿，继而消除调频非线性的影响。虽然理论上等光频采样可以消除该调频非线性，但是等光频采样后得到的数据在时域上是非等间隔的，所以，在进行数据处理时，对等光频采样后得到的数据(即测量数据)进行非等时间间隔傅里叶变换才可提取测量信号的频率，但是非等时间间隔傅里叶变换算法复杂且尚不成熟。因此，现有技术无法有效地实现中频信号非线性相位误差补偿。

有鉴于此，特提出本公开。

发明内容

鉴于上述问题，提供一种中频信号非线性相位误差补偿方法、测距法、装置和介质，至少部分地解决如何有效地补偿中频信号非线性相位误差的技术问题。

为了实现上述目的，根据本公开的第一个方面，提供了以下技术方案：

一种中频信号非线性相位误差补偿方法，所述方法应用于调频连续波激光测距系统；所述调频连续波激光测距系统包括参考支路和测量支路；

所述方法至少包括：

获取参考支路中频信号在时域内的相位误差分布；

对所述参考支路中频信号在时域内的相位误差分布进行放大，得到测量支路中频信号的相位误差补偿量分布；

利用所述测量支路中频信号的相位误差补偿量分布，对所述测量支路中频信号的相位误差进行补偿。

进一步地，所述获取参考支路中频信号在时域内的相位误差分布的步骤，具体包括：

计算所述参考支路中频信号的相位分布；

计算所述参考支路中频信号相位分布与理想参考支路中频信号的相位分布之差，得到所述参考支路中频信号在时域内的相位误差分布。

进一步地，所述计算所述参考支路中频信号的相位分布的步骤，具体包括：

对所述参考支路中频信号进行希尔伯特变换，得到变换后的参考支路中频信号；

根据所述参考支路中频信号和所述变换后的参考支路中频信号，来构造所述参考支路中频信号的解析函数；

对所述参考支路中频信号的解析函数，进行反正切函数的坐标旋转数字计算，得到所述参考支路中频信号的相位分布。