面向FMCW激光雷达的修正Rife算法设计与硬件实现

摘要：

FMCW激光雷达以其高精度、抗干扰能力强、同时测距测速等特点得到了广泛研究.针对FFT固有栅栏效应引入测距、测速误差的问题,通过分析频谱幅值和相角的规律,并结合正弦函数原理提出了一种易于硬件实现的修正Rife算法,有效地降低了传统Rife算法在估计频率接近FFT量化频率点时的误差.通过仿真和FPGA验证,修正Rife算法在信噪比为-10 dB时相较于传统Rife算法平均误差降低了 69.6％,均方根误差降低了 50.7％,而计算量仅增加了两个乘法和加法,与N点FFT计算量相比可忽略不计.最后,通过搭建光学测试平台,模拟激光雷达中频回波信号验证了该算法的有效性.测试结果显示,该算法可在112 m范围内实现同时测距测速,测距误差不大于5 cm,测速误差不大于0.16 km/h,满足实时性要求.

关键词：FMCW激光雷达、频率估计、修正Rife算法、FPGA

所属期刊栏目：51

分类号：TN958.98

在线出版日期：2023-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：130-136