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专利号: 2023101569606
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种标定多普勒激光雷达焦距的方法,其特征在于,包括:获取相干多普勒激光雷达水平探测的回波信号,对回波信号载噪比进行距离和聚焦函数修正,得到修正信号;

对修正信号取对数后进行线性拟合,并在给定不同的焦距参数情况下,分别计算拟合残差;

取拟合残差最小值时对应的焦距参数作为最优焦距参数。

2.根据权利要求1所述的标定多普勒激光雷达焦距的方法,其特征在于,所述回波信号载噪比的公式如下:其中,ET为出射激光的单脉冲能量,R为目标散射体与望远镜的距离,σ为大气消光系数,包含大气分子消光和气溶胶消光,β为气溶胶后向散射系数,Ar为望远镜有效接收面积,c为空气中的光速,ηo为系统效率,hv为光子能量,B为探测器带宽,ηh为相干外差效率,r表示从0积分到R的过程中路径上的函数自变量。

3.根据权利要求2所述的标定多普勒激光雷达焦距的方法,其特征在于,所述聚焦函数的公式如下:‑2

其中,ωT为出射高斯光束在望远镜处的e 辐照度半径,λ为激光波长,Rf为焦距参数,ρ0为与湍流相关的横向相干长度。

4.根据权利要求3所述的标定多普勒激光雷达焦距的方法,其特征在于,所述对修正信号取对数后进行线性拟合,并计算拟合残差,包括:定义衰减后向散射系数,公式如下:

其中cons.为与系统参数相关的常数因子;

对衰减后向散射系数取对数,得到公式如下:

lnβ'(R)=lnβ‑2σR  (4)

即lnβ'(R)是距离R的一次函数,考虑Rf为变量,构建以下目标函数:J(Rf)=MSE{lnβ'(Rf,R)‑Linearfit[lnβ'(Rf,R)]} (5)其中,J(Rf)为拟合残差,β'(Rf,R)为修正信号,MSE表示均方根,Linearfit表示最小二乘法线性拟合。

5.根据权利要求1所述的标定多普勒激光雷达焦距的方法,其特征在于,在不同的望远镜温度下,得到多组焦距参数‑温度数据,并统计拟合得到焦距参数随温度的依赖关系,根据实时记录的望远镜温度对回波信号进行聚焦函数修正。

6.根据权利要求1所述的标定多普勒激光雷达焦距的方法,其特征在于,获取多组相干多普勒激光雷达水平探测的回波信号,并分别采用权利要求1所述的标定多普勒激光雷达焦距的方法进行焦距标定,获得对应的最优焦距参数;

取各最优焦距参数的平均值,作为最终的焦距参数。

7.一种标定多普勒激光雷达焦距的装置,其特征在于,包括:修正信号获取模块,用于获取相干多普勒激光雷达水平探测的回波信号,对回波信号载噪比进行距离和聚焦函数修正,得到修正信号;

拟合残差获取模块,用于对修正信号取对数后进行线性拟合,并在给定不同的焦距参数情况下,分别计算拟合残差;

最优焦距参数获取模块,用于选取拟合残差最小值时对应的焦距参数作为最优焦距参数。

8.一种电子设备,其特征在于:包括处理器及存储介质;

所述存储介质用于存储指令;

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1~6任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:该程序被处理器执行时实现权利要求1~6任一项所述方法的步骤。