廣東海洋大學盧慶杰獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉廣東海洋大學申請的專利基于調頻連續波激光雷達的障礙物探測方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120405703B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510925808.9,技術領域涉及:G01S17/93;該發明授權基于調頻連續波激光雷達的障礙物探測方法及系統是由盧慶杰;劉暢;李逸設計研發完成,并于2025-07-07向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于調頻連續波激光雷達的障礙物探測方法及系統在說明書摘要公布了:本發明涉及激光雷達技術領域,尤其涉及一種基于調頻連續波激光雷達的障礙物探測方法及系統,包括向探測區域發射混沌調頻連續波信號,獲取目標對象的反射回波信號;對差頻電信號進行解耦計算,得到目標時頻分布矩陣;根據目標時頻分布矩陣,預測目標對象下一時刻的多普勒頻移量;基于混沌調頻調整信號,得到測距偏差補償量;混沌調頻調整信號由多普勒頻移量動態調整混沌調頻連續波信號的混沌調頻斜率得到;根據測距偏差補償量和環境噪聲數據對目標對象差頻電信號頻率值進行補償,以解算出障礙物距離速度探測信息。本發明通過實時預測多普勒頻移量并動態調整混沌調頻連續波信號參數,實現對測距偏差的精準補償,提高了障礙物距離速度探測的準確性。
本發明授權基于調頻連續波激光雷達的障礙物探測方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于調頻連續波激光雷達的障礙物探測方法,其特征在于,包括以下步驟: 向探測區域發射具有非周期特性的混沌調頻連續波信號,獲取目標對象的反射回波信號; 對差頻電信號進行解耦計算,得到目標時頻分布矩陣;其中,所述差頻電信號通過將所述反射回波信號與所述混沌調頻連續波信號進行相干光學混頻提取得到; 根據所述目標時頻分布矩陣,預測目標對象下一時刻的多普勒頻移量; 基于混沌調頻調整信號,計算得到測距偏差補償量;其中,所述混沌調頻調整信號由所述多普勒頻移量動態調整所述混沌調頻連續波信號的混沌調頻斜率得到; 根據所述測距偏差補償量和環境噪聲數據對目標對象差頻電信號頻率值進行補償,以解算出障礙物距離速度探測信息; 所述獲取目標對象的反射回波信號的步驟包括: 生成具有非周期特性的初始混沌序列,并通過相位調制器將所述初始混沌序列動態調整瞬時頻率偏移量,生成混沌調頻連續波信號; 采用正交頻分復用與高階正交幅度調制相結合的混合調制方式對所述混沌調頻連續波信號進行調制,得到調制后的混沌調頻連續波信號; 將調制后的混沌調頻連續波信號加載到多波束換能器陣列上進行空時編碼,并在加載到多波束換能器陣列的混沌調頻連續波信號中嵌入混沌加密的定位導頻序列,得到混沌調頻連續波發射信號; 通過多波束換能器陣列將混沌調頻連續波發射信號定向發射至探測區域,接收從探測區域反射回來的目標對象的反射回波信號; 所述預測目標對象下一時刻的多普勒頻移量的步驟: 采用峰值搜索算法在目標時頻分布矩陣中搜索能量聚集點,提取能量聚集點特征參數;所述能量聚集點特征參數包括時間中心位置、頻率中心值、能量強度和時頻分布方差; 定義卡爾曼濾波器的狀態向量,并根據所述狀態向量建立狀態方程,并將所述能量聚集點特征參數中的頻率中心位置和時間中心位置作為觀測變量,建立觀測方程;所述狀態向量包含待估計的目標距離、徑向速度和徑向加速度; 將所述狀態方程和所述觀測方程進行整合,形成目標運動狀態空間模型; 根據所述能量聚集點特征參數,利用所述目標運動狀態空間模型對目標運動狀態進行初始估計,得到上一時刻的初始狀態估計值; 根據上一時刻的目標狀態估計值和所述狀態方程,利用卡爾曼濾波器預測得到當前時刻的目標狀態估計值; 根據當前時刻的目標狀態估計值計算徑向速度信息,并利用多普勒效應原理將所述徑向速度信息轉換為頻移量,得到下一時刻的多普勒頻移量。
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