激光雷达测距新方法：快速线性调频信号处理

"本文主要探讨了线性调频连续波激光雷达（Linear Frequency Modulated Continuous Wave Laser Radar，LFMCW）的测量方法，特别是在光电器件响应速度有限的情况下如何实现高分辨率的距离和速度测量。作者提出了一个快速线性调频信号参数估计方法，通过将中频信号均匀分为两段进行傅里叶变换来获取目标的距离和速度信息。这种方法在特定的仿真条件下，如目标距离50米、速度1000米/秒、中频信噪比为0时，能实现小于15毫米的测距误差和小于10米/秒的测速误差，显示出高精度和抗干扰能力。" 线性调频连续波激光雷达是一种利用连续波激光信号线性频率变化来探测目标的技术。在实际应用中，由于光电器件的响应速度限制，为了达到与微波雷达相媲美的高距离分辨率，LFMCW激光雷达需要有较大的相对带宽。然而，这使得传统的微波雷达距离与速度去耦合方法不适用于LFMCW激光雷达。 针对近距离高速目标探测和实时性的需求，研究者提出了一种新的快速线性调频信号参数估计策略。该策略的关键在于将接收到的中频信号等分两段，然后对这两段信号分别进行傅里叶变换。傅里叶变换可以揭示信号的频率成分，从而解码出目标的距离和速度信息。这种方法的优势在于它能够有效地分离距离和速度信息，即使在低信噪比的环境下也能保持良好的测量性能。 在仿真测试中，当目标位于50米远，速度为1000米/秒时，采用该方法的雷达系统测距误差不超过15毫米，测速误差不超过10米/秒。这些结果表明，所提出的信号处理方法具有高精度和强抗干扰能力，适用于对精确测量和实时响应要求较高的应用场景。 关键词涉及的领域包括测量技术、激光雷达系统、参数估计、距离-速度解耦以及线性调频技术。该研究对提高LFMCW激光雷达的性能，尤其是在复杂环境下的目标探测能力，提供了重要的理论和技术支持。