本技術屬于雷達,尤其涉及一種測距系統及方法。
背景技術:
1、fmcw(freque?modulated?cotiuous?wave)即連續調頻技術,最早在1950年應用于雷達測距,fmcw雷達既可測距又可測速,并且在近距離測量上的優勢日益明顯。其測距原理為:fmcw(調頻連續波)雷達在掃頻周期內發射頻率變化的連續波,被物體反射后的回波與發射信號有一定的頻率差,通過測量頻率差可以獲得對應的距離和速度等信息。
2、隨著測距距離的增大,頻率信息同步的在增大,為了得到完整的信息,需以更高采樣率的模數轉換器件(adc)實現信號的采集。但是,adc器件的價格隨其位數的增加而成倍增加,尤其是要求高精度且高速率采樣的場合,成本更加高昂,增加了系統開發和運行的成本。
技術實現思路
1、本技術實施例提供了一種測距系統及超采樣電路系統,可以解決傳統測距系統在遠距離測量時需要配合高采樣率模數轉換器件而增加裝置成本的問題。
2、本技術第一方面實施例提供一種測距系統,包括:
3、發射模塊,用于根據向被測目標發射調制連續波;
4、接收模塊,用于接收所述調制連續波和經被測目標反射的反射波,輸出多路中頻信號;
5、多個采樣模塊,與所述多路中頻信號一一對應,每個采樣模塊各自以一設定采樣率對對應一路中頻信號進行采樣,得到每路中頻信號的采樣信號;每個所述采樣模塊的采樣率不同;
6、采樣信號處理模塊,根據每路采樣信號,綜合得到被測目標與所述測距系統的距離。
7、在可選的實施例中,所述采樣模塊的數量為兩個。
8、在可選的實施例中,所述采樣信號處理模塊用于:
9、根據每路采樣信號,確定每路采樣信號的中心頻率;
10、根據每路采樣信號的中心頻率,綜合得到真實信號;
11、根據真實信號,確定被測目標與所述測距系統的距離。
12、在可選的實施例中,所述采樣模塊為兩個,相應的,采樣信號處理模塊根據每路采樣信號,綜合得到被測目標與所述測距系統的距離,包括:
13、設定2路采樣模塊的采樣率分別ffsp1和ffsp2,其中ffsp1>ffsp2,對頻率是fif信號進行采集,可以保證在fif<ffsp1頻率求解,將真實中頻信號頻率分為區間一:區間二:區間三:區間四:ffsp2<fif<ffsp1四個區間,經過2路采樣模塊采集并在信號處理系統中做fft計算得中心頻率f1和f2,
14、如果
15、f1=f2
16、判定2路都是真實頻率,即真實頻率fif=f1=f2,直接將2路頻率進行能量累加,輸出此頻點及能量即可;
17、如果f1≠f2,則判斷
18、ffsp2-f2=f1
19、如果成立,那么真實信號頻率在區間二,即真實頻率fif=f1=ffsp2-f2,將f2頻率平移至鏡像頻率與f1頻率進行能量累加,輸出此頻點及能量;
20、如果前兩項都不滿足,判斷2路鏡像頻率是否相等;
21、如果
22、ffsp2-f2=ffsp1-f1
23、如果相等,那么真實信號頻率都是鏡像頻率,在區間三,即fif=ffsp2-f2=ffsp1-f1,那么都進行平移至鏡像頻率并進行頻率能量累加,輸出此頻點及能量;
24、如果
25、ffsp2+f2=ffsp1-f1,
26、那么真實信號頻率在區間四,即為
27、fif=ffsp2+f2=ffsp1-f1,
28、將f2與采樣率ffsp2相加,f1被ffsp1減去,將此處理后的頻點能量累加,得到真實的頻點fif和此頻點對應的能量,由此計算相應的距離值。
29、在可選的實施例中,所述測距系統為激光雷達或者毫米波雷達。
30、在可選的實施例中,所述系統還包括多個低通濾波器,所述低通濾波器與所述采樣模塊對應,各所述低通濾波器對應連接所述采樣模塊。
31、在可選的實施例中,各低通濾波器的截止頻率根據最大超采樣中頻信號fif確定。
32、本技術第二方面實施例提供一種利用如上所述的測距系統進行測距的方法,包括:
33、接收向被測目標發射的調制連續波和經被測目標反射的反射波,輸出多路中頻信號;
34、各自以一設定采樣率對對應一路中頻信號進行采樣,得到每路中頻信號的采樣信號;每個所述采樣模塊的采樣率不同;
35、根據每路采樣信號,根據每路采樣信號,綜合得到被測目標與所述測距系統的距離。
36、在可選的實施例中,根據每路采樣信號,綜合得到被測目標與所述測距系統的距離,包括:
37、根據每路采樣信號,確定每路采樣信號的中心頻率;
38、根據每路采樣信號的中心頻率,綜合得到真實信號;
39、根據真實信號,確定被測目標與所述測距系統的距離。
40、在可選的實施例中,根據每路采樣信號,綜合得到被測目標與所述測距系統的距離,包括:
41、設定2路采樣模塊的采樣率分別ffsp1和ffsp2,其中ffsp1>ffsp2,對頻率是fif信號進行采集,可以保證在fif<ffsp1頻率求解,將真實中頻信號頻率分為區間一:區間二:區間三:區間四:ffsp2<fif<ffsp1四個區間,經過2路采樣模塊采集并在信號處理系統中做fft計算得中心頻率f1和f2,
42、如果
43、f1=f2
44、判定2路都是真實頻率,即真實頻率fif=f1=f2,直接將2路頻率進行能量累加,輸出此頻點及能量即可;
45、如果f1≠f2,則判斷
46、ffsp2-f2=f1
47、如果成立,那么真實信號頻率在區間二,即真實頻率fif=f1=ffsp2-f2,將f2頻率平移至鏡像頻率與f1頻率進行能量累加,輸出此頻點及能量;
48、如果前兩項都不滿足,判斷2路鏡像頻率是否相等;
49、如果
50、ffsp2-f2=ffsp1-f1
51、如果相等,那么真實信號頻率都是鏡像頻率,在區間三,即fif=ffsp2-f2=ffsp1-f1,那么都進行平移至鏡像頻率并進行頻率能量累加,輸出此頻點及能量;
52、如果
53、ffsp2+f2=ffsp1-f1,
54、那么真實信號頻率在區間四,即為
55、fif=ffsp2+f2=ffsp1-f1,
56、將f2與采樣率ffsp2相加,f1被ffsp1減去,將此處理后的頻點能量累加,得到真實的頻點fif和此頻點對應的能量,由此計算相應的距離值。
57、本技術的有益效果
58、本技術提供的測距系統及方法,在面對有較高采樣率要求的場景中,無需提高采樣頻率,而是通過采用多個采樣模塊完成對高頻信號的采樣過程,無需設置采樣率大于信號頻率的兩倍即可實現精準測距,本技術可以增加采樣精度并覆蓋更廣泛的頻率范圍,適應不同的應用場景和需求,同時,由于不需要高成本的高頻率模數轉換器件,降低了測距系統的成本。