CO_2激光成像雷达及其在制导技术中的应用

介绍了CO2激光成像雷达的工作原理及关键技术,论述了CO2激光成像雷达的发展现状及在精确制导中的应用前景,并提出了进一步发展制导技术的一些建议。     

激光成像雷达技术及发展趋势探究

激光成像雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。采用激光器作为发射光源,采光电探测技术手段的主动遥感设备。主要由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。无论在军事领域还是民用领域应用都相当广泛,文章主要介绍了激光成像雷达的优缺点、分类以及未来发展趋势做了探讨,探究结果如下。     

CO2激光相干成像雷达及其在精确制导中的应用前景

概述了CO2激光相干成像雷达的特点,介绍了它的基本工作原理、技术关键及在精确制导中的应用前景,分析了CO2激光相干成像雷达在精确制导中最有发展前途的两个应用领域.     

天基激光成像雷达探测技术

论述了发展激光成像雷达探测技术的必要性，介绍了激光成像雷达探测技术的国内外研究发展现状，阐述了设计激光成像雷达需要突破的关键技术，最后介绍了该技术还可以应用的其他领域。     

MEMS摆镜在小型化激光成像雷达中的应用

研究了MEMS摆镜在未来小型化激光成像雷达的系统中的应用。首先介绍了MEMS摆镜自身的器件特性,结合脉冲成像激光雷达的应用背景,分析了系统设计时要注意的问题。进一步设计了MEMS摆镜的驱动模块,通过仿真和成像验证了李萨如扫描图形的应用。     

激光成像雷达成像仿真技术研究

提出了一种模拟激光成像雷达图像的新方法,该方法基于激光成像雷达的基本工作原理,结合激光在大气传输过程中的消光效应和激光成像雷达的光电噪声,对整个成像过程进行了高精度模拟.实验结果表明,该方法仿真的激光回波波形与实测波形比较接近,仿真得到的图像具有较高的可信度,并且已经在激光成像雷达样机设计和后继的匹配定位导航研究中得到应用.     

激光成像雷达显示平台研究

在激光成像雷达系统中研制显示平台,介绍了显示平台的设计、组成及软件流程,采用Visual C++6.0在Window系统下显示目标的强度像和距离像.在此基础上,实现了图像的灰度级变换,得到了同一图像在不同灰度分级下的不同显示,还为显示平台增加了目标距离预值选取和图像数据存储功能,通过在激光雷达中实验表明,达到激光成像雷达成像需求.     

远距离激光成像雷达进展

远距离激光成像雷达在军事侦察和空间监视等领域应用广泛.介绍了几种不同类型远距离激光成像雷达的基本原理,给出几种不同类型的远距离激光成像雷达,并指出了激光成像雷达的发展趋势.     

合成孔径激光成像雷达中的非线性啁啾补偿

合成孔径激光成像雷达理论上可在几千千米处获得厘米量级的分辨率,在距离向和方位向分别通过对线性调频信号和相位历史的脉冲压缩得到理想的分辨率.受可调谐激光器本身性能限制,实际应用中并不能得到理想的线性调频信号,需要在成像算法中对非线性啁啾引起的相位误差进行补偿.通过介绍近年来国外的合成孔径激光成像雷达实验,重点分析了非线性啁啾的补偿方法,对比和讨论了已有方案,最后对非线性啁啾补偿方法进行了总结和展望.     

激光成像雷达跟踪实验研究

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的激光成像雷达的跟踪控制方法,利用自行设计的数字图像处理板和随动部件,采用形心跟踪算法,由数字信号处理器和CPLD(complex programmablelogic device)给出控制信号.实验结果显示,此方法较好地完成了激光成像雷达的跟踪演示实验.     

复杂环境下基于多层激光雷达的障碍检测

为了完成复杂环境中无人自主导航车的障碍检测任务，应用四线激光雷达，提出了一种新的障碍检测算法，该算法利用检测区域的坡度信息进行障碍检测，包括候选障碍点的提取、干扰点的滤除及障碍点的聚类分割三个步骤。为了克服激光雷达检测盲区与抑止测量过程中干扰噪声的影响，运用了卡尔曼滤波算法对目标障碍进行了滤波处理。试验结果表明，障碍检测算法稳定可靠。     

基于DSP的激光防撞雷达动态成像校正系统

介绍了激光防撞雷达动态成像校正的方法及TI公司高速DSP芯片TMS3 2 0C62 0 1的特性 ,并在该芯片EVM板的基础上设计了激光防撞雷达动态成像校正系统 ,实现了对探测目标图像的实时校正     

基于成像激光雷达的地形辅助导航研究

成像激光雷达通过扫描可以测量高精度的地形数据,基于成像激光雷达的地形辅助导航系统是纠正惯导误差的有效手段.根据激光雷达测距模型提出了基于成像激光雷达的地形辅助导航系统,将激光雷达看作一个多维距离传感器阵列,利用卡尔曼滤波器迭代估计系统的状态误差,从而纠正惯导累积误差.根据激光雷达测距关系推导了系统的扩展卡尔曼滤波方程,并对成像激光雷达多维测量数据采用最小均方误差准则进行融合,融合滤波器组合了多个测量数据的信息,有效克服了测量噪声和数据丢失对单个滤波器的影响,从而提高了导航性能.然后利用局部可观测性对系统的性能进行了分析,并对提出的算法作了大量的仿真实验进行验证.     

二元光学技术在激光成像雷达扫描器上的应用

激光扫描技术是在巡航导弹制导中应用的CO2激光成像雷达的关键技术之一.研制了圆盘型反射式位相计算全息光栅扫描器,扫描角度范围为10°×2°,分辨率为64点/行,衍射效率为27.6%.结合CO2激光成像雷达的特点及目前对二元光学技术理论和加工工艺的研究,提出:目前的二元光学技术,特别是多重掩模蚀刻工艺的发展,可使计算全息光栅扫描器成为解决CO2激光成像雷达扫描技术的有效途径.     

半导体激光主动成像雷达扫描成像实验

对激光主动成像雷达做了一些初步的理论与实验研究,建立了一个半导体激光扫描成像演示系统,利用雷达距离方程计算了系统的最大作用距离,并在实验室做了成像实验.在实验室内获得了10帧/s、每帧32行的轮廓像,且成像质量较高.     

激光驱动飞片加载下基体/薄膜层裂微成形研究

为了满足微成形技术产业化的需求,讨论了一种新的微成形方法—激光驱动飞片加载基体/金属薄膜层裂微成形技术,结合激光辐照效应及波的反射规律阐述了层裂微成形原理;优化了基体/金属薄膜层裂工艺,并且根据能量守恒原理,估算了层裂片的应变率和激光诱导冲击波的峰值压力。结果表明,随着脉冲能量的逐渐增大,工件层裂现象不断明显,直到金属薄膜上最后出现与模板微结构相同的特征结构,但基体始终保持完好,未出现裂纹或变形。通过激光驱动飞片加载基体/金属薄膜实现层裂微成形是可行的。     

激光雷达距离高分辨多普勒成像技术研究进展及关键技术

激光雷达距离高分辨多普勒成像技术具有时空域分辨率高,敏感于被识别目标的距离、姿态、运动速度等信息,可实现目标微运动检测,故该项技术已成为国外军用航天领域研究的热点。本文全面地总结了激光距离高分辨和距离多普勒成像技术研究进展,并详细分析了工程应用和理路成像仿真过程中所必须解决的关键问题,指出激光距离高分辨成像的优点和难点,为进一步开展目标激光雷达成像研究奠定预先技术支持。Abstract：关键词：     

距离选通技术在三维成像激光雷达中的应用研究

距离选通技术在三维成像激光雷达中有着重要应用,是一种解决水下微光成像和抑制后向散射问题的简单有效方法之一。文中概述了距离选通技术的原理和应用范围,根据实时成像的需求,提出了一种实时距离选通成像系统的设计方案,该方案只需要一次成像就可以完成距离选通成像并求解出目标距离。根据质心法求解距离的原理,详细推导了成像系统的距离像和距离精度,并用仿真软件仿真分析了该系统距离像的距离精度和目标距离、时间切片数量、信噪比之间的关系。仿真结果表明:距离精度受系统信噪比的影响很大,当信噪比大于2 000时,测距精度优于0.2 m。     

线阵扫描三维成像激光雷达系统

针对小型智能机动平台对三维成像激光雷达小型化、低功耗、高精度、快速成像的特定应用要求,基于集成激光器阵列和APD探测阵列设计并实现了12元线阵扫描三维成像激光雷达系统;基于高速数字处理芯片和高精度时间间隔测量芯片实现了并行高精度激光脉冲飞行时间测量和实时数据处理和传输。详细描述了系统原理、组成部分以及实验结果。实验验证该系统激光脉冲重复频率大于10 kHz,垂直方向激光单元角度间隔小于2.5 mrad,近距离距离分辨率优于2.4 cm,测量数据统计标准差小于1,各通道一致性良好。在高速水平扫描转动平台驱动下实现了室内三维场景重构以及高塔大视场远距离目标探测成像实验。