基于伪随机码调制的车载激光雷达距离速度同步测量方法

来源：计算机应用杂志2017年第3期北京时间：

作者：郑刚, 程用志, 毛雪松

单位：武汉科技大学 信息科学与工程学院, 武汉 430081

摘要：针对双检测器激光雷达系统用于同步测量道路目标距离和速度时存在的成本高、回波利用效率低的问题，提出了一种基于伪随机（PN）码调制的脉冲式多普勒激光雷达结构模型，研究使用单个光外差接收器同步测量目标距离和速度的可行性并通过计算机仿真验证方法的性能。首先，给出激光雷达的系统模型，分析模型在脉冲方式下用于距离和速度测量时存在的问题；然后，讨论通过单个光外差接收器输出的电信号计算目标距离和速度的方法，即计算输出信号与本地调制码的相关函数确定激光飞行时间进而得出目标距离和使用非等间隔采样信号频谱分析方法确定输出信号的多普勒频率进而得出目标的速度；最后通过仿真验证所提出的方法可同时实现目标距离和速度的稳定检测。实验结果表明，在道路环境中该方法可实现目标距离和速度的稳定可靠测量，与直接检测系统相比，测量的灵敏度可提高10 dB以上，且与回波的到达时间、多普勒频率的大小无关。

关键词：车载激光雷达,伪随机码调制,非等间隔采样,道路信息感知,光外差检测

基金资助：国家自然科学基金资助项目（61605147）；湖北省自然科学基金资助项目（2014CFB815）。