一种基于FMCW激光雷达的锥动目标参数提取方法

专利主权项内容

1.一种基于FMCW激光雷达的锥动目标参数提取方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：利用FMCW激光雷达外差干涉测距系统获取微动锥体各散射点对应的拍频频谱，将各散射点对应的拍频频率的峰值位置换算为距离并在时域上排列，得到微动锥体的距离像；步骤二：利用单频激光光源外差干涉系统获取微动锥体各散射点的微多普勒频谱，并在时间域上排布每个时刻的频谱，得到微动锥体微多普勒时频谱；步骤三：从步骤一得到的微动锥体距离像的上边缘曲线读取t和t两个特殊时刻的特征距离值；12其中，ω为进动频率，m为周期数；t时刻对应上边缘曲线的极大值；1t时刻对应曲线的极小值；2再将这两个特征距离值代入到这两个特殊时刻对应的微动锥体顶点距离变化表达式中，得到两个含未知参数的非线性方程；所述未知参数分别为进动角θ、锥体高度h、锥体锥体重心高度d；步骤四：从步骤二得到的微动锥体微多普勒时频谱的上边缘曲线读取t、t、t、t四个特殊时刻的特征频率值；1234其中，ω为进动频率，四个时刻的进动频率ω是相同的；m为周期数，周期数m可以不相同；t时刻对应微多普勒边缘曲线一个变化周期内的中间时刻；1t时刻对应一个周期的终止时刻；2t时刻表示一个变化周期的3/4时刻；3t时刻表示一个变化周期的1/4时刻；4再将读取到的频率值代入到所述四个特殊时刻对应的锥体底边缘微多普勒频率随时间变化的极值表达式中，得到四个含未知参数的非线性方程；所述未知参数分别为自旋角频率Ω、锥体底面半径ρ、进动角θ、锥体锥体重心高度d；步骤五：利用Levenberg-Marquardt最优化算法，根据最小二乘法迭代近似的原理，设定解的初始值和解的范围，迭代求出上述六个含未知参数的非线性方程的最优近似解，以此估算提取出锥体高度h、锥体锥体重心高度d、锥体底面半径ρ、自旋角频率Ω和进动角θ五个锥体微动与结构参数。