本发明涉及激光成像领域，特别涉及一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器。
背景技术：
1、非相干fmcw和tof是目前常用的激光成像技术，非相干fmcw技术通过调频连续波测量目标的距离和速度，具有高精度和抗干扰能力强的优点。tof技术通过测量激光从发射到返回的飞行时间来计算目标距离，具有响应速度快和系统简单的优点。
2、然而，单一技术存在一定的局限性，如tof成像提供高精度的距离分辨率，但其在远距离或透过性环境(如雾、雨中)的成像能力受限；而非相干fmcw成像则能提供较好的透过性能和外差效率，且同等成像环境下，其成像的信噪比较tof高约一个数量级，但在距离分辨率上不及tof。
3、为此，推出一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器，以解决上述背景技术提出的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器，包括信号发生器模块、补偿修正模块以及融合成像模块；
3、信号发生器模块包括温度晶振、锁相环pll1、锁相环pll2、锁相环pll3、直接数字合成器dds和fpga控制器；
4、具体为：
5、首先，温度晶振产生时钟信号，通过锁相环pll1生成本系统所需要的时钟信号输出，通过锁相环pll2生成较高频率f0的正弦信号；通过锁相环pll3获得扫频段f提供给直接数字合成器dds；通过fpga控制dds生成特定频率段的啁啾信号，再经过滤波和倍频，得到频段f1～f2的啁啾信号；该啁啾信号与通过锁相环pll2生成较高频率(f0)的正弦信号进行差频，获得线性调频啁啾信号，即扫频信号。再经过放大器，形成融合系统调制器和探测器所需要的本振信号和外差信号；
6、以上过程为融合前半周期，即工作状态为非相干fmcw方式下。当融合工作在后半周期，即tof方式下，由fpga控制dds直接生成频率为f0-f1的正弦信号作为融合系统的本振和外差信号，通过相位变换器多次改变相位，即可解算该融合所探测的距离和强度信息；
7、补偿修正模块用于通过部署的传感器，根据预设的监测时间间隔获取温度数据，并对获取的温度数据进行分析，得到补偿评估指数α，基于补偿评估指数α得到当前信号发生器模块的补偿策略并发送至信号发生器模块；
8、具体为：
9、补偿修正模块包括数据采集单元、数据分析单元以及策略生成单元；
10、数据采集单元用于根据预设的监测时间间隔获取温度数据；
11、数据分析单元用于对获取的温度数据进行分析，基于大气折射率和温度之间的预设函数关系式计算当前的大气折射率，即z＝n0+a×(t-t0)，t0为预设的参考温度，其中n0为参考温度t0下的大气折射率，a为预设的温度系数，t表示代入的具体温度数值；
12、在到达预设的监测时间间隔时，采集间隔时间点后设定时间范围内各时间点的温度数值，取各时间点温度数值的均值，作为当前监测时间间隔的温度均值，记为p1；
13、从各时间点温度数值中提取最大温度数值，记为p2；
14、将计算的温度均值p1与参考温度t0进行比对，基于比对结果将计算的大气折射率标记为z1或z2，即其中i＝1或2；
15、基于比对的结果计算得到两组z1或两组z2；取两组z1或两组z2的均值，将均值作为当前信号发生器模块的补偿评估指数α；
16、策略生成单元基于得到的补偿评估指数α，生成当前信号发生器模块的补偿策略；补偿策略包括但不局限于信号延迟调整、信号幅度修正以及相位补偿；
17、若比对结果为p1＞t0，则将计算得到的补偿评估指数α标记为一类补偿指数，若比对结果为p1＜t0，则将计算得到的补偿评估指数α标记为二类补偿指数；
18、预设一类补偿指数和二类补偿指数的各组指数取值范围，且设定每组指数取值范围对应一个具体补偿策略，将计算得到的一类补偿指数或二类补偿指数与对应的指数取值范围进行匹配，得到当前信号发生器模块的补偿策略；并反馈至信号发生器模块，以优化信号的传播和接收；
19、并实时测量并评估补偿后信号的质量：
20、测量并评估补偿后信号的信噪比，确定信号中噪声的水平；
21、使用相位锁定环或其他相位跟踪技术来监测信号的相位稳定性；
22、测量信号频率与预期频率的偏差，评估频率稳定性；
23、检测信号幅度与预期值的差异，评估幅度稳定性；
24、并将上述评估的结果发送至管理人员的移动终端上进行显示，提供实时反馈，管理人员可通过移动终端远程调整补偿策略中的参数；
25、同时记录上述一类补偿指数或二类补偿指数所对应的补偿策略，作为待调整策略；
26、融合成像模块通过时域波分复用技术，实现时钟同步，适配非相干fmcw和tof两种成像工作方式，最终实现高信噪比、较远距离的高距离分辨率成像；
27、融合成像模块的具体流程为：
28、依据图2，融合成像模块的工作原理，是种子光经过光强调制器，由本振信号将其光强调制为线性调频啁啾信号非相干fmcw或正弦信号tof，再经过放大器放大，通过发射光学系统照射到目标上，经由目标发射，其反射光由接收光学系统接收，进入到光电探测器。形成的光电流与外差信号进行外差作用，获得最终的中频信号。在此信号中可以解算出目标的距离及反射强度等信息，最后将这些信息采集、放大、重构，形成目标的距离像和强度像，即四维成像，三维几何/立体像+一维强度像；
29、信号发生器模块位于融合成像模块的中间位置，其负责分别向调制器和探测器提供调制信号作为成像系统的本真和外差信号，其还向探测器后方的选择滤波器提供时钟信号，用于不同工作方式下选择滤波方式；
30、时钟信号是电子系统中用来同步电路操作的周期性信号。它是一种连续的波形，通常呈现为方波或正弦波，其频率决定了电子组件的运行速度；
31、非相干fmcw和tof激光融合成像工作的前半周期，工作状态为非相干fmcw方式，信号发生器模块向激光种子光的光强调制器和探测器提供线性调频啁啾信号，同时向选择滤波器提供时钟信号；此时为高电平；非相干fmcw和tof激光融合成像工作的后半周期，工作状态为tof方式，信号发生器模块向激光种子光的光强调制器和探测器提供正弦信号，同时向选择滤波器提供时钟信号；此时为低电平；
32、非相干fmcw雷达技术是一种利用连续波信号进行频率调制的雷达系统，它与传统的相干fmcw雷达技术的主要区别在于信号处理方法，非相干fmcw雷达不依赖于发射和接收信号之间的相位信息，而是通过其他方式来确定目标的距离和速度，fmcw技术的核心在于对连续波信号的频率进行调制。这种调制通常是线性的，意味着频率随时间线性增加或减少，调制的频率范围决定了系统能够检测的距离范围；tof是time of f l i ght(飞行时间)技术的缩写，它是一种3d成像技术，通过测量光脉冲从发射到返回的时间来计算目标物体的距离，从而获取深度信息1116，tof技术可以用于多种应用，例如面部识别、目标识别、增强现实、自动驾驶汽车中的高级驾驶辅助系统等。
33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
34、本发明结合非相干fmcw和tof技术，利用时域波分复用技术，同时满足此两种成像模式正常工作，使融合系统通过该方法，实现两种成像方式的优势互补，提供信噪比更高、探测距离更远的性能；
35、本发明提供了一种新型的信号发生器，结合了非相干fmcw和tof技术的各自优势，实现了两种激光成像方式的融合，通过对信号的融合处理，本发明的系统具有更高的可靠性和稳定性，适用于多种激光成像应用领域。
1.一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器，其特征在于，信号发生器模块的具体工作流程为：
3.根据权利要求1所述的一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器，其特征在于，对获取的温度数据进行分析，得到补偿评估指数α，具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器，其特征在于，基于补偿评估指数α得到当前信号发生器模块的补偿策略，具体为：
5.根据权利要求1所述的一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器，其特征在于，融合成像模块的具体流程为：
6.根据权利要求5所述的一种基于非相干fmcw和tof激光融合成像系统的信号发生器，其特征在于，非相干fmcw和tof激光融合成像工作的前半周期，工作状态为非相干fmcw方式，信号发生器模块向激光种子光的光强调制器和探测器提供线性调频啁啾信号，同时向选择滤波器提供时钟信号；此时为高电平；非相干fmcw和tof激光融合成像工作的后半周期，工作状态为tof方式，信号发生器模块向激光种子光的光强调制器和探测器提供正弦信号，同时向选择滤波器提供时钟信号；此时为低电平。
