基于相位信息的同相频率修正方法及系统

本公开涉及激光测距，尤其涉及一种基于相位信息的同相频率修正方法及系统。

背景技术：

1、在高端制造领域中，大尺寸精密测量技术是高端大型精密设备装配和维护的保障，其中激光绝对测距技术是大尺寸精密测量中关键支撑技术。其中调幅扫频激光测距无模糊距离，可避免幅相误差、测尺拼接误差等多来源误差，且系统结构简单，兼容性高。该方法基于同相频率求解待测距离，同相频率的求解精度决定了测距精度。

2、调幅扫频激光测距同相频率的求解是通过幅值极小值对应的频率值获取，通常采用摇摆法及拟合法进行求解，以上同相频率求解方法求解精度与扫频步长及拟合准确度有关。调幅扫频测距积分幅值波形呈正弦波，理想同相频率对应的极小值与同相频率相邻频率对应的幅值差距较小；若求解的极小值存在偏差，则也会导致求解的同相频率存在误差，进一步导致测距误差。针对偏振扫频激光测距同相频率的准确求解，已有学者提出采用互相关检测的方法将平缓的幅值极小值转换为折线求解，但该方法是基于锁相放大器直接获取，不利于系统的集成及优化。

3、由此，提出一种基于相位信息的同相频率修正方法及系统，以提高同相频率求解的准确度和测距精度。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一，本公开提供了一种基于相位信息的同相频率修正方法及系统，技术方案如下：

2、本公开的一个方面，提供一种基于相位信息的同相频率修正方法，包括如下步骤：s1:获取通过调幅扫频激光测距系统得到的积分幅值波形；s2:基于积分幅值波形求解极小值对应的同相频率，得到第一同相频率；s3:以第一同相频率作为点频调制模式的调制频率获取对应的第一相位值；s4:以设定的第二同相频率作为点频调制模式的调制频率获取对应的第二相位值；s5:根据第一相位值和第二相位值得到相位差，并结合第一同相频率、第二同相频率求解相位频率比例系数；s6:基于相位频率比例系数对第一同相频率进行修正得到修正后的同相频率。

3、根据本公开实施例，第二同相频率与第一同相频率相差预设频率间隔，预设频率间隔小于调幅扫频激光测距系统的扫频步长。

4、根据本公开实施例，相位频率比例系数通过以下公式计算：

5、。

6、根据本公开实施例，基于相位频率比例系数对第一同相频率进行修正时，修正后的同相频率为：

7、。

8、根据本公开实施例，s2中，基于积分幅值波形采用摇摆法或拟合法求解同相频率，得到第一同相频率。

9、根据本公开实施例，s3中，以第一同相频率作为点频调制模式的调制频率，通过鉴相方法获取当前距离对应的第一相位值。

10、根据本公开实施例，s4中，以设定的第二同相频率作为点频调制模式的调制频率，通过鉴相方法获取当前距离对应的第二相位值。

11、根据本公开实施例，基于相位信息的同相频率修正方法能够在不同的待测距离下获取不同的相位频率比例系数以对同相频率进行修正，从而实现全量程范围内的实时修正。

12、根据本公开实施例，第一同相频率、第二同相频率以及修正后的同相频率成正比。

13、本公开的另一方面的实施例，提供一种同相频率修正系统，包括：积分幅值波形获取模块，被配置为用于获取通过调幅扫频激光测距系统测量得到的积分幅值波形；同相频率求解模块，被配置为用于基于积分幅值波形求解极小值对应的同相频率，得到第一同相频率；相位获取模块，被配置为用于以第一同相频率作为点频调制模式的调制频率获取对应的第一相位值，并以设定的第二同相频率作为点频调制模式的调制频率获取对应的第二相位值；相位频率比例系数求解模块，被配置为用于根据第一相位值和第二相位值得到相位差，并结合第一同相频率、第二同相频率求解相位频率比例系数；修正模块，被配置为用于基于相位频率比例系数对第一同相频率进行修正得到修正后的同相频率。

1.一种基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，所述第二同相频率()与所述第一同相频率()相差预设频率间隔()，所述预设频率间隔()小于所述调幅扫频激光测距系统的扫频步长。

3.根据权利要求1所述的基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，所述相位频率比例系数()通过以下公式计算：

4.根据权利要求3所述的基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，基于所述相位频率比例系数()对所述第一同相频率()进行修正时，修正后的同相频率()为：

5.根据权利要求1所述的基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，s2中，基于所述积分幅值波形采用摇摆法或拟合法求解同相频率，得到第一同相频率()。

6.根据权利要求1所述的基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，s3中，以所述第一同相频率()作为点频调制模式的调制频率，通过鉴相方法获取当前距离对应的第一相位值()。

7.根据权利要求2所述的基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，s4中，以设定的第二同相频率()作为点频调制模式的调制频率，通过鉴相方法获取当前距离对应的第二相位值()。

8.根据权利要求1所述的基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，能够在不同的待测距离下获取不同的相位频率比例系数以对同相频率进行修正，从而实现全量程范围内的实时修正。

9.根据权利要求1所述的基于相位信息的同相频率修正方法，其特征在于，第一同相频率()、第二同相频率()以及修正后的同相频率()成正比。

10.一种同相频率修正系统，其特征在于，包括：