[发明专利]基于相似三角插值采样的扫频非线性矫正测距方法

权利要求书

1.基于相似三角插值采样的扫频非线性矫正测距方法，其特征在于所述方法利用扫频非线性矫正装置实现；

所述扫频非线性矫正装置包括：测量干涉仪、辅助干涉仪和采集卡；

所述测量干涉仪包括PBS、聚焦光学系统、1/4波片和平衡探测器；

所述辅助干涉仪包括两个3dB光纤耦合器；

扫频激光由分光比为95：5的光纤耦合器分光后，得到95％的扫频光和5％扫频光，95％的扫频光经过分光比为99：1的光纤耦合器分为测量干涉仪的测量光与测量干涉仪的参考光，测量干涉仪的测量光依次经过PBS、聚焦光学系统和1/4波片后出射，经测量目标反射后原路返回与测量干涉仪的参考光在平衡探测器的探测平面上混频得到测量干涉仪拍频信号，即测量干涉仪光信号；

5％扫频光通过3dB光纤耦合器将扫频光分为50：50的辅助干涉仪的测量光与辅助干涉仪的参考光，然后再通过3dB光纤耦合器将辅助干涉仪的测量光与辅助干涉仪的参考光合束，并在平衡探测器上混频得到辅助干涉仪拍频信号，即辅助干涉仪光信号；

所述采集卡用于将测量干涉仪的拍频信号和辅助干涉仪的拍频信号进行采集并存储；

基于相似三角插值采样的扫频非线性矫正测距方法具体步骤为：

步骤一：获取测量干涉仪光信号I_mc和辅助干涉仪光信号I_dc，并根据测量干涉仪光信号和辅助干涉仪光信号得到测量干涉仪信号序列I_m和辅助干涉仪信号序列I_d；

步骤二：提取出测量干涉仪信号序列I_m和辅助干涉仪信号序列I_d中的奇数次序的数据序列I_1m、I_1d和偶数次序的数据序列I_2m、I_2d；

步骤三：将I_1d与I_2d对应相乘，并将相乘结果进行筛选，得到多组两点间存在零点的相邻数据点，然后记录数据点标号，并组成集合I_o；

步骤四：将集合I_o中各组相邻数据点进行相似拟合，得到各组相邻数据点间的零点横坐标值集合A_o，之后将集合A_o进行排列后确定重采样序列B_o；

步骤五：利用集合I_o中存在零点的相邻两点的数据点标号对I_1m和I_2m进行数据读出，得到重采样序列B_o两侧对应的测量干涉仪数据点I_1mo、I_2mo，然后利用I_1mo、I_2mo以及重采样序列B_o对I_1mo、I_2mo进行相似插值，得到校正后的测量干涉仪信号；

步骤六：对校正后的测量干涉仪信号进行频谱分析，通过寻找频谱峰值最大值，并进行相应的线性变换得到经过校正后的距离测量结果。

2.根据权利要求1所述的基于相似三角插值采样的扫频非线性矫正测距方法，其特征在于所述扫频激光由外腔激光器得到。

3.根据权利要求2所述的基于相似三角插值采样的扫频非线性矫正测距方法，其特征在于所述测量干涉仪拍频信号的频率根据测量干涉仪臂长差与测量距离确定。

4.根据权利要求1所述的基于相似三角插值采样的扫频非线性矫正测距方法，其特征在于所述测量干涉仪光信号表示为：

其中，A_m为测量干涉仪光信号幅值，2R_m为测量干涉仪臂长差，Δf(t)为扫频变化，c为光速。

5.根据权利要求1所述的基于相似三角插值采样的扫频非线性矫正测距方法，其特征在于所述辅助干涉仪光信号表示为：

其中，A₀为辅助干涉仪光信号幅值，R₀为辅助干涉仪臂长差，Δf(t)为扫频变化，c为光速。