FMCW激光测量装置的制作方法

fmcw激光测量装置
技术领域
1.本发明涉及激光雷达技术领域，具体而言，涉及一种fmcw激光测量装置。


背景技术：

2.激光测量装置，例如激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测光束，然后将接收到的从目标反射回来的光束与发射光束进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。激光雷达现在广泛部署在包括自动车辆在内的不同的场景中。激光雷达可以在扫描场景时主动估计到环境特征的距离及速度，并生成指示环境场景的三维形状的点位置云。激光雷达是广泛用于自动驾驶场景中的核心传感器之一，可以用于收集外部环境的三维信息。激光雷达按照探测机制，主要可以分成飞行时间(time of flight，tof)和调频连续波(frequency modulated continuous wave，fmcw)这两种激光雷达。


技术实现要素：

3.本发明一些实施例提供一种fmcw激光测量装置，所述fmcw激光测量装置包括：激光光源，配置为发射线性扫频激光；分束器，接收所述线性扫频激光并将所述线性扫频激光分束为探测扫频激光和参考扫频激光，所述探测扫频激光和所述参考扫频激光分别用于探测目标物以及监控所述激光光源扫频状态；参考光路通道，对所述参考扫频激光进行延迟并输出拍频信号，反馈电路，接收所述拍频信号并输出反馈信号，所述反馈信号配置为实时调节所述激光光源输出，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
4.在一些实施例中，所述参考光路通道包括：第一分束器，配置将所述参考扫频激光分光为第一参考扫频激光和第二参考扫频激光；延迟装置，接收所述第一参考扫频激光使得所述第一参考扫频激光传输一定长度，以延迟预定时间；第一混频器，将延迟后的所述第一参考扫频激光与第二参考扫频激光进行混频操作并且输出参考混频光束；以及第一探测装置，接收所述参考混频光束输出所述拍频信号。
5.在一些实施例中，所述反馈电路包括：参考频率源，配置为输出参考频率信号；鉴相器，配置为接收所述参考频率信号以及所述拍频信号，并且对所述参考频率信号以及所述拍频信号执行鉴相操作，以输出指示相位差的信号；
负反馈单元，配置为根据相位差信号输出所述反馈信号。
6.在一些实施例中，所述参考频率信号具有稳定频率fr，所述延迟装置包括具有预定长度的光纤或者波导，所述稳定频率fr满足以下公式：
7.其中，tc为扫频测量周期的二分之一，fc为扫频带宽，l表示所述光纤或者波导的预定长度，c0表示光速，n表示光纤或者波导折射率。
8.在一些实施例中，所述fmcw激光测量装置还包括：驱动装置，与所述激光光源及所述反馈电路电连接，所述驱动装置配置为接收所述反馈信号，并输出反馈驱动信号至所述激光光源，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
9.在一些实施例中，所述驱动装置包括：驱动单元，生成调频驱动信号；以及叠加单元，接收所述调频驱动信号和所述反馈信号并传输探测通道，配置为接收所述探测扫频激光，所述传输探测通道具有光发射/接收单元，所述光发射/接收单元配置为发射探测光束，所述探测光束遇到目标物后反射产生反射光束，所述光发射/接收单元还配置为接收所述反射光束，所述探测光束为所述探测扫频激光的至少一部分，输出所述反馈驱动信号。
10.在一些实施例中，所述fmcw激光测量装置还包括：传输探测通道，配置为接收所述探测扫频激光，所述传输探测通道具有光发射/接收单元，所述光发射/接收单元配置为发射探测光束，所述探测光束遇到目标物后反射产生反射光束，所述光发射/接收单元还配置为接收所述反射光束，所述探测光束为所述探测扫频激光的至少一部分，其中，所述fmcw激光测量装置根据所述反射光束对所述目标物进行测定。
11.在一些实施例中，所述传输探测通道还包括：第二分束器，配置为将所述探测扫频激光分束为所述探测光束和本振光束；第二混频器，配置为接收所述本振光束以及所述反射光束，并对所述本振光束以及反射光束进行混频获得探测混频光束；以及第二探测装置，接收并探测所述探测混频光束，输出探测信号。
12.在一些实施例中，所述fmcw激光测量装置测定的所述目标物的距离r和速度v分别满足以下关系：
13.其中，tc为扫频测量周期的二分之一，fc为扫频带宽，f
b1
为升频阶段的升频拍频，f
b2
为降频阶段的降频拍频，c0为光速，f0为光源的频率。
14.在一些实施例中，所述fmcw激光测量装置还包括：
透镜组件，设置在所述光发射/接收单元与目标物之间，配置为对所述光发射/接收单元出射的探测光束执行准直，以及对所述反射光束执行聚焦以耦合进入所述光发射/接收单元。
15.本发明实施例的上述方案与相关技术相比，至少具有以下有益效果：通过参考光路通道实时监测激光光源输出的线性扫频激光，并通过反馈电路确定用于实时调节激光光源的反馈信号，反馈信号配置为实时调节所述激光光源输出，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本发明一些实施例提供的fmcw激光测量装置的结构示意图；图2为本发明一些实施例提供的fmcw激光测量装置的探测光束及反射光束的波形图fmcw激光测量装置；图3为本发明一些实施例提供的fmcw激光测量装置的结构示意图。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
18.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
19.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
20.应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但这些不应限于这些术语。这些术语仅用来将区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。
21.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
22.本领域中，激光雷达以测距方式为依据主要包括以下两个技术路线：tof（time of flight，飞行时间法）与fmcw（frequency-modulated continuous wave，调频连续波）。tof
的测距原理是，用光脉冲在目标物与激光雷达间的飞行时间乘以光速来测算距离，tof激光雷达采用了脉冲振幅调制技术。与tof路线不同，fmcw主要通过发送和接收连续激光束，把回光和本地光做干涉，并利用混频探测技术来测量发送和接收的频率差异，再通过频率差换算出目标物的距离。简言之，tof使用时间来测量距离，而fmcw使用频率来测量距离。fmcw相较于tof具有以下优势：tof的光波容易受环境光干扰，而fmcw的光波抗干扰能力很强；tof的信噪比过低，而fmcw的信噪比很高，tof的速度维数据质量低，而fmcw可获取每个像素点的速度维数据。
23.相关技术中，fmcw激光测量装置的探测距离和探测速度的精度与fmcw激光测量装置输出的线性扫频激光的线性度相关，需要fmcw激光测量装置输出的线性扫频激光具有良好的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。但激光光源直接进行调频处理，且未进行反馈控制得到的线性扫频激光具有瑕疵，其调频线性度会存在较大的误差，进而使得fmcw激光测量装置的拍频稳定度不佳，导致探测距离和探测速度的结果不精确。
24.本发明提供一种fmcw激光测量装置，所述fmcw激光测量装置包括：激光光源，配置为发射线性扫频激光；分束器，接收所述线性扫频激光并将所述线性扫频激光分束为探测扫频激光和参考扫频激光，所述探测扫频激光和所述参考扫频激光分别用于探测目标物以及反馈控制所述激光光源；参考光路通道，对所述参考扫频激光执行延迟拍频操作输出拍频信号，反馈电路，接收所述拍频信号并输出反馈信号，所述反馈信号配置为实时调节所述激光光源输出，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
25.本发明的方案通过参考光路通道实时监测激光光源输出的线性扫频激光，并通过反馈电路确定用于实时调节激光光源的反馈信号，反馈信号配置为实时调节所述激光光源输出，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
26.下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
27.图1为本发明一些实施例提供的fmcw激光测量装置的结构示意图。
28.如图1所示，本发明一些实施例提供一种fmcw激光测量装置100，所述fmcw激光测量装置100包括：激光光源10、分束器20、参考光路通道30以及反馈电路50。
29.激光光源10配置为发射线性扫频激光，其例如采用驱动电路驱动，驱动电路输出调频驱动信号，激光光源10接收调频驱动信号来发射线性扫频激光。激光光源10例如为固态激光器、半导体激光器等，具体可以为分布式反馈激光器（dfb），垂直腔面发射激光器（vcsel），外腔激光器等。分束器20接收所述线性扫频激光并将所述线性扫频激光分束为探测扫频激光和参考扫频激光，所述探测扫频激光和所述参考扫频激光分别用于探测目标物t以及监控所述激光光源的扫频状态。分束器20例如为1
×
2分束器，将线性扫频激光分束完全相同的两束激光，即探测扫频激光和参考扫频激光的波长、相位、调频完全相同。
30.参考光路通道30接收所述参考扫频激光，并对所述参考扫频激光执行延迟并输出拍频信号，拍频信号例如是一定频率的电压信号。反馈电路50接收所述拍频信号并输出反馈信号，所述反馈信号配置为实时调节所述激光光源10输出，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
31.通过参考光路通道实时监测激光光源输出的线性扫频激光，并通过反馈电路确定用于实时调节激光光源的反馈信号，反馈信号配置为实时调节所述激光光源输出，保证所
述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
32.在一些实施例中，如图1所示，所述参考光路通道30包括第一分束器31、延迟装置32、第一混频器33以及第一探测装置34。第一分束器31接收所述参考扫频激光，并将分光为第一参考扫频激光和第二参考扫频激光。第一分束器31例如为1
×
2分束器，将参考扫频激光分束完全相同的两束激光，即第一参考扫频激光和第二参考扫频激光的波长、相位、调频完全相同。
33.延迟装置32接收所述第一参考扫频激光使得所述第一参考扫频激光传输一定长度，以使得第一参考扫频激光延迟预定时间。第一混频器33接收延迟后的第一参考扫频激光以及第二参考扫频激光，并对延迟后的第一参考扫频激光与第二参考扫频激光进行混频操作输出参考混频光束，即参考拍频光束。第一探测装置34接收并探测所述参考混频光束，获得拍频信号并输出，第一探测装置34输出的拍频信号为电信号。所述拍频信号例如为频率信号，由于fmcw激光测量装置输出的线性扫频激光的调频线性度会存在偏差，实际获取的拍频信号中相较于理想的拍频信号会存在噪声，影响fmcw激光测量装置的拍频稳定度。在一些实施例中，第一混频器33例如为2x2耦合器，90度混频器，第一探测装置34例如为光电探测器，平衡探测器等。
34.在一些实施例中，如图1所示，所述反馈电路50包括：参考频率源51、鉴相器52以及负反馈单元53。参考频率源51配置为输出参考频率信号，参考频率源51采用电路结构，其生成的参考频率信号可以是精确且恒定的特定频率信号，参考频率信号例如为前述的理想的拍频信号，具有精确且恒定的特定频率、幅值特性。鉴相器52接收所述参考频率信号以及所述拍频信号，对所述参考频率信号以及所述拍频信号执行鉴相操作，输出指示相位差的信号，负反馈单元配置为根据相位差信号输出所述反馈信号。上述鉴相操作可以提取出实际获取的拍频信号中存在的噪声，进而根据相位差信号获得反馈信号实时调节所述激光光源10输出。
35.在一些实施例中，所述参考频率信号具有稳定频率，即理想频率。所述延迟装置32包括具有预定长度l的光纤或者波导，这里的“/”表示和/或，即延迟装置32即可以采用光纤，又可以采用波导，还可以同时采用光纤和波导，所述稳定频率fr满足以下公式：
36.其中，tc为扫频测量周期的二分之一，fc为扫频带宽，l表示所述光纤或者波导的预定长度，c0表示光速，n表示光纤或者波导折射率。
37.也就是说，当作为延迟装置的光纤或者波导的长度l确定后，稳定频率fr即相应确定，基于此设计参考频率源51，使其输出稳定的稳定频率fr。
38.在一些实施例中，如图1所示，所述fmcw激光测量装置还包括驱动装置60。驱动装置60与所述激光光源10及所述反馈电路50电连接，配置为接收所述反馈信号，并输出反馈驱动信号至所述激光光源10，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
39.在一些实施例中，所述驱动装置60包括驱动单元61以及叠加单元62，驱动单元61基于调频的幅度及斜率生成调频驱动信号。叠加单元62接收所述调频驱动信号以及所述反
馈信号，并将两者叠加生成并输出所述反馈驱动信号。
40.如此设置，通过调频驱动信号驱动激光光源输出线性扫频激光，利用参考光路通道实时监测激光光源输出的线性扫频激光，并通过反馈电路确定用于实时调节激光光源的反馈信号，反馈信号叠加调频驱动信号生成反馈驱动信号，反馈驱动信号实时调节所述激光光源输出，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。
41.在一些实施例中，如图1所示，所述fmcw激光测量装置还包括传输探测通道40。
42.传输探测通道40接收所述探测扫频激光，所述传输探测通道具有光发射/接收单元，所述光发射/接收单元配置为发射探测光束，所述探测光束遇到目标物t后被反射从而产生反射光束，所述光发射/接收单元还配置为接收所述反射光束，所述探测光束为所述探测扫频激光的至少一部分，所述激光雷达100根据所述反射光束对所述目标物进行测定。
43.在一些实施例中，所述传输探测通道40包括第二分束器41、第二混频器43以及第二探测装置44。第二分束器41配置为将所述探测扫频激光分束为所述探测光束和本振光束，第二分束器41例如为1
×
2分束器，将探测扫频激光分束完全相同的两束激光，即探测光束和本振光束的波长、相位、调频完全相同。
44.第二混频器43配置为接收所述本振光束以及所述反射光束，并对所述本振光束以及反射光束进行混频以获得探测混频光束，即探测拍频光束。第二探测装置44接收并探测所述探测混频光束并且输出所述探测信号。在一些实施例中，第二混频器43例如为2x2耦合器，90度混频器，第二探测装置44例如为光电探测器，平衡探测器等。
45.在一些实施例中，所述传输探测通道40还包括光路复用器42，其设置在第二分束器41之后，其可以作为光发射/接收单元，光路复用器42用于传输探测光束和反射光束。具体地，光路复用器42接收来自第二分束器41的探测光束，并将探测光束发射出去，实现探测光束的发射，探测光束遇到目标物后分别反射产生反射光束，反射光束被光路复用器42接收，光路复用器42将反射光束中传输至第二混频器43，与所述的本振光束进行混频。在一些实施例中，光路复用器42例如为偏振分束器（pbs）、耦合器、分光器以及环形器等。
46.在一些实施例中，如图1所示，fmcw激光测量装置还包括采集处理装置80，采集处理装置80接收来自第二探测装置44的探测信号，对该探测信号进行采集并处理，确定探测的目标物的距离与速度。
47.在一些实施例中，如图1所示，所述采集处理装置80包括模数转换模块81和信号处理模块82，模数转换模块81例如为模数转换器，其接收来自第二探测装置44的探测信号，该探测信号为模拟信号，模数转换模块81将为模拟信号的探测信号转换为数字信号，信号处理模块82与所述模数转换模块81连接，接收来自模数转换模块81的数字信号，并对所述数字信号进行处理，进而确定探测的目标物的距离与速度。在一些实施例中，信号处理模块82例如为现场可编程逻辑门阵列（fpga），数字信号处理（dsp）等。
48.图2为本发明一些实施例提供的fmcw激光测量装置的探测光束及反射光束的波形图。如图2所示，fmcw激光测量装置发射的探测光束的扫频光信号采用实线表示，实线体现出射光束的频率随时间变化的曲线，扫频光信号例如为周期性的三角波信号。fmcw激光测量装置接收的反射光束的反射光信号采用虚线表示，虚线体现接收到的反射光束的频率随时间变化的曲线，反射光信号亦例如为周期性的三角波信号，其与扫频光信号之间存在延
时。
49.图2中所示出的探测光束及反射光束的波形均为理想线性扫频波，鉴于本发明的实施例通过参考光路通道实时监测激光光源输出的线性扫频激光，并通过反馈电路确定用于实时调节激光光源的反馈信号，反馈信号配置为实时调节所述激光光源输出，可以保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度，采用本发明实施例的fmcw激光测量装置输出的探测光束可以非常接近图2所示的理想状态。图2中仅示出了三个扫频测量周期，在每个扫频测量周期内，扫频光信号包括一个升频阶段和一个降频阶段，相应的，对应的反射光信号亦包括一个升频阶段和一个降频阶段。每个扫频测量周期内对应一个测量点。
50.如图2所示，横坐标表示时间，单位为μs，纵坐标表示频率，单位为ghz，探测光束的频率例如随着时间的增长由0增加至4ghz，随后由4ghz降至0，如此周期变化，相应地，接收的反射光束频率亦例如随着时间的增长由0增加至4ghz，随后由4ghz降至0，如此周期变化。
51.对于任一个测量点来说，所述fmcw激光测量装置测定的所述目标物的距离r满足以下关系：其中，tc为扫频测量周期的二分之一，fc为扫频带宽，f
b1
为升频阶段的升频拍频，f
b2
为降频阶段的降频拍频，c0为光速。
52.对于任一个测量点来说，所述fmcw激光测量装置测定的所述目标物的速度v满足以下关系：其中，c0为光速，f
b1
为升频阶段的升频拍频，f
b2
为降频阶段的降频拍频，f0为光源的频率。
53.在一些实施例中，如图1所示，所述激光雷达100还包括：透镜组件l。透镜组件l设置在所述光发射/接收单元与目标物t之间，配置为对所述光发射/接收单元出射的探测光束执行准直，以及对所述反射光束执行聚焦以耦合进入所述光发射/接收单元。透镜组件l可以是透镜或者透镜组。
54.在一些实施例中，图1中点线间隔框内各组件可以集成在硅光芯片上，例如分束器20、第一分束器31、延迟装置32、第一混频器33、第二分光器41、光路复用器42、第二混频器43可以形成在硅光芯片上，通过芯片的方式来实现探测通道和参考光路通道，使得fmcw激光测量装置整体的尺寸缩小。在其他实施例中，第一探测装置34、第二探测装置44以及激光光源10中的至少一个亦可以集成在硅光芯片上。
55.图3为本发明一些实施例中提供的fmcw激光测量装置的结构示意图。图3所示的实施例与图1所示的实施例大致相同，两者相同之处在此不再赘述，以下仅针对两者的不同之处进行描述。
56.在一些实施例中，如图3所示，所述激光雷达100还包括第一放大器71，设置在参考光路通道30和反馈电路50之间，用于对第一探测装置34输出的拍频信号进行放大，并将放大后的信号输入至反馈电路50进行处理，避免由于拍频信号微弱造成反馈误差。
57.在一些实施例中，如图3所示，所述激光雷达100还包括第二放大器72，设置在传输探测通道40和采集处理装置80之间，用于对第二探测装置44输出的探测信号进行放大，并将放大后的信号输入至采集处理装置80进行处理，避免由于探测信号微弱造成测量误差。
58.本说明书中各个部分采用并列和递进相结合的方式描述，每个部分重点说明的都
是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
59.对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
60.最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用举例的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
61.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种fmcw激光测量装置，其特征在于，所述fmcw激光测量装置包括：激光光源，配置为发射线性扫频激光；分束器，接收所述线性扫频激光并将所述线性扫频激光分束为探测扫频激光和参考扫频激光，所述探测扫频激光和所述参考扫频激光分别用于探测目标物以及监控所述激光光源扫频状态；参考光路通道，对所述参考扫频激光进行延迟并输出拍频信号，反馈电路，接收所述拍频信号并输出反馈信号，所述反馈信号配置为实时调节所述激光光源输出，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。2.根据权利要求1所述的fmcw激光测量装置，其中，所述参考光路通道包括：第一分束器，配置将所述参考扫频激光分光为第一参考扫频激光和第二参考扫频激光；延迟装置，接收所述第一参考扫频激光使得所述第一参考扫频激光传输一定长度，以延迟预定时间；第一混频器，将延迟后的所述第一参考扫频激光与第二参考扫频激光进行混频操作并且输出参考混频光束；以及第一探测装置，接收所述参考混频光束输出所述拍频信号。3.根据权利要求2中所述的fmcw激光测量装置，其中，所述反馈电路包括：参考频率源，配置为输出参考频率信号；鉴相器，配置为接收所述参考频率信号以及所述拍频信号，并且对所述参考频率信号以及所述拍频信号执行鉴相操作，以输出指示相位差的信号；负反馈单元，配置为根据相位差信号输出所述反馈信号。4.根据权利要求3所述的fmcw激光测量装置，其中，所述参考频率信号具有稳定频率f
r
，所述延迟装置包括具有预定长度的光纤或者波导，所述稳定频率f
r
满足以下公式：其中，t
c
为扫频测量周期的二分之一，f
c
为扫频带宽，l表示所述光纤或者波导的预定长度，c0表示光速，n表示光纤或者波导折射率。5.根据权利要求1至4中任一项所述的fmcw激光测量装置，其中，所述fmcw激光测量装置还包括：驱动装置，与所述激光光源及所述反馈电路电连接，所述驱动装置配置为接收所述反馈信号，并输出反馈驱动信号至所述激光光源，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和fmcw激光测量装置的拍频稳定度。6.根据权利要求5所述的fmcw激光测量装置，其中，所述驱动装置包括：驱动单元，生成调频驱动信号；以及叠加单元，接收所述调频驱动信号和所述反馈信号并输出所述反馈驱动信号。7.根据权利要求1至4中任一项所述的fmcw激光测量装置，其中，所述fmcw激光测量装置还包括：传输探测通道，配置为接收所述探测扫频激光，所述传输探测通道具有光发射/接收单
元，所述光发射/接收单元配置为发射探测光束，所述探测光束遇到目标物后反射产生反射光束，所述光发射/接收单元还配置为接收所述反射光束，所述探测光束为所述探测扫频激光的至少一部分，其中，所述fmcw激光测量装置根据所述反射光束对所述目标物进行测定。8.根据权利要求7所述的fmcw激光测量装置，其中，所述传输探测通道还包括：第二分束器，配置为将所述探测扫频激光分束为所述探测光束和本振光束；第二混频器，配置为接收所述本振光束以及所述反射光束，并对所述本振光束以及反射光束进行混频获得探测混频光束；以及第二探测装置，接收并探测所述探测混频光束，输出探测信号。9.根据权利要求8所述的fmcw激光测量装置，其中，所述fmcw激光测量装置测定的所述目标物的距离r和速度v分别满足以下关系：其中，t
c
为扫频测量周期的二分之一，f
c
为扫频带宽，f
b1
为升频阶段的升频拍频，f
b2
为降频阶段的降频拍频，c0为光速，f0为光源的频率。10.根据权利要求7所述的fmcw激光测量装置，其中，所述fmcw激光测量装置还包括：透镜组件，设置在所述光发射/接收单元与目标物之间，配置为对所述光发射/接收单元出射的探测光束执行准直，以及对所述反射光束执行聚焦以耦合进入所述光发射/接收单元。

技术总结
本发明提供一种FMCW激光测量装置，所述FMCW激光测量装置包括：激光光源，配置为发射线性扫频激光；分束器，接收所述线性扫频激光并将所述线性扫频激光分束为探测扫频激光和参考扫频激光，所述探测扫频激光和所述参考扫频激光分别用于探测目标物以及反馈控制所述激光光源；参考光路通道，对所述参考扫频激光执行延迟拍频操作输出拍频信号；反馈电路，接收所述拍频信号并输出反馈信号，所述反馈信号配置为实时调节所述激光光源输出，保证所述激光光源线性扫频的调频线性度和FMCW激光测量装置的拍频稳定度。装置的拍频稳定度。装置的拍频稳定度。


技术研发人员：张邦宏 杨春林 王俊 王冠
受保护的技术使用者：北京摩尔芯光半导体技术有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/9/6