硬件实现的等光频间隔采样与频谱分析技术在FMCW激光测距中的应用

"该文提出了一种基于硬件的等光频间隔采样方法，用于改善调频连续波(FMCW)激光测距系统的调频非线性问题。这种方法通过硬件直接实现等光频间隔采样，减少了软件处理的需求，提高了内存效率和数据处理速度，并且在采样位置上更为精确。文章深入探讨了调频非线性对测距精度的影响，以及等光频间隔采样如何消除这种非线性。同时，针对等光频间隔采样的非均匀时域采样特性，文章提出了新的频谱分析方法，推导出重采样后的频谱峰值频率计算公式和距离求取公式，并通过仿真验证了新公式的准确性。实验结果显示，基于硬件的等光频间隔采样方法在非线性消除、测距分辨率和稳定性方面均优于基于软件的等光频间隔重采样方法。" 这篇学术论文主要聚焦于FMCW激光测距系统的技术优化，特别是针对调频非线性问题的解决。FMCW激光测距系统广泛应用于距离测量，但其调频非线性会降低测距精度。文章提出的基于硬件的等光频间隔采样策略，旨在一步完成数据采集，减少后续软件处理，从而提高效率和准确性。 首先，文章解释了调频非线性对FMCW激光测距系统测距精度的负面影响。调频非线性会导致信号失真，影响到距离的准确计算。等光频间隔采样则是一种有效的校正手段，通过特定的采样间隔设计，可以有效地消除这种非线性效应。 接着，由于等光频间隔采样在时域上是非均匀的，传统的频谱分析方法不再适用。因此，作者提出了新的频谱分析方法，包括重采样后频谱峰值频率的计算方法和测距系统的距离计算公式，这些公式经过了仿真实验的验证，证明是有效的。 实验部分对比了基于硬件的等光频间隔采样方法与基于软件的等光频间隔重采样方法。实验结果清晰地显示，基于硬件的方法不仅操作更简单，而且在非线性消除、测距分辨率和系统稳定性方面表现更优。 这篇论文为FMCW激光测距系统的性能提升提供了一种创新的硬件解决方案，对实际的测距应用具有重要的参考价值，特别是在需要高精度和高效处理的场景下。同时，提出的新的频谱分析方法也为非均匀采样数据的处理提供了新的思路。