[发明专利]FMCW激光雷达系统及FMCW扫频方法

权利要求书

1.一种FMCW扫频方法，应用于激光雷达，其特征在于，所述FMCW扫频方法包括：

获取扫频光束；

将所述扫频光束分束为发射光束和本振光束，所述发射光束和本振光束的频率调制波形完全相同；

发射所述发射光束使得所述发射光束遇到障碍物后反射产生反射光束；以及

检测所述本振光束和所述反射光束之间的拍频以测定所述障碍物的距离，

其中，所述扫频光束在预设扫频测距周期内基于预设升频斜率执行n次升频以及基于预设降频斜率执行n次降频，n为正数且n≥2，所述扫频光束的扫频带宽与预设扫频总带宽满足以下关系：

其中，为所述预设扫频总带宽，为所述扫频带宽。

2.根据权利要求1所述的FMCW扫频方法，其特征在于，所述扫频光束在预设扫频测距周期内依次连续执行⌊n⌋次完整周期升频和⌊n⌋次完整周期降频，其中，⌊n⌋表示n向下取整。

3.根据权利要求1所述的FMCW扫频方法，其特征在于，所述扫频光束在预设扫频测距周期内连续交替执行⌊n⌋次完整周期升频和⌊n⌋次完整周期降频，其中，⌊n⌋表示n向下取整。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的FMCW扫频方法，其特征在于，测定的所述障碍物的距离R满足以下关系：

其中，为预设扫频测距周期的二分之一，为所述预设扫频总带宽，为升频阶段的升频拍频，为降频阶段的降频拍频，为光速。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的FMCW扫频方法，其特征在于，测定的所述障碍物的速度v满足以下关系：

其中，为光速，为升频阶段的升频拍频，为降频阶段的降频拍频，为未调制光束的频率。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的FMCW扫频方法，其中，n满足以下关系：

其中，为预设扫频测距周期的二分之一，𝑅_𝑚𝑎𝑥为预设最大测量距离，为光速，为预设最大测量距离对应的光束飞行时间。

7.一种FMCW激光雷达系统，其特征在于，包括：

激光光源，配置为产生扫频光束；

分光器，配置为将所述扫频光束分束为发射光束和本振光束，所述发射光束和本振光束的频率调制波形完全相同；

光发射器，配置为将所述发射光束射出，所述发射光束遇到障碍物后反射产生反射光束；

光接收器，配置为接收反射光束；

检测器，配置为检测所述本振光束和所述反射光束之间的拍频以测定所述障碍物的距离，

其中，所述扫频光束在预设扫频测距周期内基于预设升频斜率执行n次升频以及基于预设降频斜率执行n次降频，n为正数且n≥2，所述扫频光束的扫频带宽与预设总扫频带宽满足以下关系：

其中，为所述预设扫频总带宽，为所述扫频带宽。

8.根据权利要求7所述的FMCW激光雷达系统，其特征在于，所述扫频光束在预设扫频测距周期内依次连续执行⌊n⌋次完整周期升频和⌊n⌋次完整周期降频，其中，⌊n⌋表示n向下取整。

9.根据权利要求7所述的FMCW激光雷达系统，其特征在于，所述扫频光束在预设扫频测距周期内连续交替执行⌊n⌋次完整周期升频和⌊n⌋次完整周期降频，其中，⌊n⌋表示n向下取整。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的FMCW激光雷达系统，其特征在于，所述FMCW激光雷达系统还包括：

光束引导装置，配置为随着时间调整自所述光发射器射出的发射光束的出射方向以实现光束扫描。