[发明专利]基于FDML的调频连续波三维激光雷达捕获系统及方法

权利要求书

1.一种基于FDML的调频连续波三维激光雷达捕获系统，其特征在于，包括：

三维转台单元，用于获取待测目标的方向信息；

扫描光源单元，用于根据待测目标的方向信息，基于FDML技术向待测目标的方向发射激光，锁定待测目标的位置；

光纤干涉单元，用于采用相干探测方式接收目标反射的激光信号并得到电信号；

信号采集与处理单元，用于基于电信号得到待测目标的距离和速度。

2.如权利要求1所述的基于FDML的调频连续波三维激光雷达捕获系统，其特征在于，所述三维转台单元包括水平中空旋转平台和竖直中空旋转平台，其中，水平中空旋转平台的旋转角度为180°，竖直中空旋转平台的旋转角度为360°；

所述水平中空旋转平台和竖直中空旋转平台均与信号采集与处理单元连接。

3.如权利要求2所述的基于FDML的调频连续波三维激光雷达捕获系统，其特征在于，所述三维转台单元上设置有相机和液体透镜，所述相机和液体透镜跟随所述水平中空旋转平台和竖直中空旋转平台作旋转运动；

所述相机和液体透镜均与信号采集与处理单元连接。

4.如权利要求3所述的基于FDML的调频连续波三维激光雷达捕获系统，其特征在于，所述扫描光源单元选用FDML激光器作为调频连续波激光雷达捕获系统的光源，所述FDML激光器包括依次连接的驱动电路(1)、滤波器(2)、第一光隔离器(3)、半导体放大器(4)、第二光隔离器(5)、色散补偿光纤(6)和第一光纤耦合器(7)；

驱动电路(1)用于发出扫频激光，扫频激光依次通过滤波器(2)、第一光隔离器(3)、半导体放大器(4)、第二光隔离器(5)、色散补偿光纤(6)和第一光纤耦合器(7)；

第一光纤耦合器(7)用于将扫频激光分为A路扫频激光和B路扫频激光，第一光纤耦合器(7)的分光比为20：80；

其中，A路扫频激光作为FDML激光器的输出，输出20％的扫频激光能量；B路扫频激光返回到FDML激光器的环形谐振腔内，输出80％的扫频激光能量。

5.如权利要求所述的基于FDML的调频连续波三维激光雷达捕获系统，其特征在于，所述光纤干涉单元包括第二光纤耦合器(8)、第三光纤耦合器(9)、环形器(10)、收发设备(11)、待测目标(12)、第四光纤耦合器(13)、第一光电探测器(14)、第五光纤耦合器(15)、第六光纤耦合器(16)和第二光电探测器(17)；

第二光纤耦合器(8)与第三光纤耦合器(9)、环形器(10)、收发设备(11)、待测目标(12)依次连接；

第四光纤耦合器(13)和第一光电探测器(14)依次连接；

第二光纤耦合器(8)还与第六光纤耦合器(16)、第二光电探测器(17)依次连接；

第二光纤耦合器(8)用于将A路扫频激光分为C路扫频激光和D路扫频激光，第二光纤耦合器(8)的分光比为50：50；

其中，C路扫频激光输出50％的扫频激光能量，输出给第三光纤耦合器(9)；D路扫频激光输出50％的扫频激光能量，输出给第五光纤耦合器(15)。

6.如权利要求5所述的基于FDML的调频连续波三维激光雷达捕获系统，其特征在于，第三光纤耦合器(9)用于将C路扫频激光分为C1路扫频激光和C2路扫频激光，第三光纤耦合器(9)的分光比为50：50；

其中，C1路扫频激光通过延时光纤进入第四光纤耦合器(13)；C2路扫频激光依次通过环形器(10)、收发设备(11)发射到待测目标(12)上，收发设备(11)接收从待测目标(12)反射回来的反射激光，反射激光通过环形器(10)后进入第四光纤耦合器(13)，与C1路扫频激光发生差频干涉，产生出射光信号；

第一光电探测器(14)用于通过光电转换将出射光信号转为第一电信号。