调幅扫频激光测距同相频率鉴频方法

调幅扫频激光测距是一种通过确定同相频率以实现待测距离求解的测距方法，具备高测量精度及低系统复杂度的特点。针对含同相频率信息采样波形的信噪比不佳，同相频率求解准确度受限等问题，提出基于奇异谱分析结合局部抛物线拟合(SSA-LPF)的鉴频方法。首先介绍调幅扫频激光测距的原理以及分析测距精度依赖于同相频率的准确求解；仿真对比相同采样波形经SSA法滤波后摇摆法、抛物线拟合、三阶及四阶拟合最小二乘法对同相频率求解准确性的差异，验证了抛物线拟合法求解同相频率精度相较于摇摆法平均绝对偏差提升95.7%，相较于其他最小二乘法拟合方法提升65.6%；搭建测距系统实测分析，实验结果表明，SSA-LPF法在不同距离及不同扫频步长下测距均方差优于30 μm；调幅扫频激光测距采用SSA-LPF鉴频法可以提升测距效率同时保障测距精度。