成像探测相干激光雷达技术研究进展

相干激光雷达采用激光本振相干探测并通过平衡探测器实现混频和共模抑制，具有探测灵敏度高、抗干扰能力强的优点。文中阐述了相干探测体制激光雷达的优势和技术特点，介绍了基于单元探测器/面阵探测器开展的合成孔径激光雷达(SAL)、逆合成孔径激光雷达(ISAL)研究进展，讨论了相干激光雷达波形选择、偏振选择、信号处理方法、扩束下的作用距离方程和探测性能、探测器形式和系统灵敏度等问题，在此基础上进一步分析了基于衍射光学系统的激光雷达的特点和激光/红外复合成像探测的需求，并展望了相干激光雷达的应用前景。     

激光成象雷达多媒体系统

本文在论述激光成象雷达的基础上，提出并建立了激光雷达的多媒体系统。该系统在对目标成象的同时，用声音报讯目标的距离和速度数据。此多媒体、成象、相干ＣＯ２激光雷达已完成系统实验。本文着重于多媒体系统的构成和设计，并给出激光雷达１．１ｋｍ目标成象照片。     

基于共面约束的多线激光雷达相对位置关系检校

多线激光雷达具有成本低、体积小、能直接获取场景地物表面的三维点云数据等优点，已被广泛应用在无人驾驶、移动测量、机器人等领域。为减少遮挡，提高点云密度，两个或多个激光雷达常被集成在一起，互为补充。不同激光雷达的安装位置和姿态不同，要融合激光雷达的点云数据，关键在于对激光雷达之间相对位置关系的检校。为检校激光雷达之间的相互位置关系，提出了基于共面约束的检校算法。算法要求不同的激光雷达同时扫到相同的平面，利用平面在不同坐标系下的对应关系求解激光雷达之间的相互位置关系，并结合Levenberg-Marquardt （L-M）优化算法，提高检校精度。该算法操作简单、通用性强、检校精度高。     

激光雷达在环境监测中的应用和发展

文中综述了激光雷达在大气环境、生活环境中的应用，并介绍了激光雷达在环境监测中的工作原理、雷达性能及探测结果。最后对环境监测中的激光雷达发展趋势进行了展望。     

硅基片上激光雷达技术综述

硅基光电子技术的发展可以将激光雷达系统发射模块和接收模块中分立的有源和无源器件集成在芯片上，使激光雷达体积更小、稳定性更强、成本更低，推动激光雷达在自动驾驶等领域的应用。首先，分析激光雷达的基本概念及测量原理。随后，根据扫描方式的不同，将硅基片上激光雷达分为面阵闪光、光学相控阵、透镜辅助光束转向和慢光光栅等4类，并分别对其技术特点和研究进展进行阐述。最后，对目前硅基片上激光雷达的发展趋势进行了总结和展望。     

合成孔径激光雷达

简要介绍了合成孔径激光雷达的基本原理和国内外研究现状，并分析了发展合成孔径激光雷达需要解决的关键技术。     

大气气溶胶和云雾粒子的激光雷达比

对探测大气气溶胶和云雾粒子的激光雷达的关键参量——激光雷达比问题进行了详细的讨论，利用实际大气气溶胶和云雾粒子的光学特性对0．532μm和l.064μm波长上的激光雷达比进行了计算分析，得到了各种气溶胶粒子组份和典型的集合状态以及云雾粒子的激光雷达比。发现激光雷达比和粒子的物理、光学性质密切相关，不同种类的粒子的激光雷达比有巨大的差异，并且两个波长上激光雷达比的相互关系也不相同，这些结果为激光雷达探测大气气溶胶和云雾粒子提供了依据。     

基于深度学习网络的三维激光雷达弱小目标分割研究

为了提升三维激光雷达弱小目标分割的抗干扰性与实时性，有效提取三维激光雷达图像有用信息，设计了基于深度学习网络的三维激光雷达弱小目标分割方法。采集目标三维激光雷达图像，应用小波方法去除三维激光雷达图像噪声；从去噪后的图像中提取三维激光雷达图像多尺度特征，并将特征输入到深度学习网络中训练，建立三维激光雷达弱小目标分割模型，实现弱小目标分割。测试结果表明：该方法能够高精度分割三维激光雷达目标，且分割速度较快，具有较高的实际应用价值。     

激光雷达与相机融合标定技术研究进展

单传感器存在采集数据信息不完整的缺点，比如激光雷达缺乏纹理色彩信息，相机缺乏深度信息。激光雷达和相机数据融合可实现传感器之间信息互补，感知空间精准的彩色三维数据，被广泛应用于自动驾驶、移动机器人等领域。针对现阶段激光雷达和相机外参标定文献多、杂、乱等问题，文中系统地梳理了校准流程和归纳了校准方法。首先介绍了激光雷达和相机单传感器内参标定的原理和方法，并建立数学模型概述它们外参的标定原理。然后将现有标定方法从基于标靶、基于无标靶、基于运动和基于深度学习四个方向综述归纳，并分析每种标定方法的特点。最后总结全文，并指出提升标定精度基础上实现自动化和智能化的校准方案是未来标定趋势。     

大气探测激光雷达技术综述

大气探测激光雷达具有可提供高时空分辨率、高探测精度和连续廓线数据的优势,已经成为大气探测强有力的工具。按照激光雷达探测技术分类,有米散射激光雷达、偏振激光雷达、拉曼激光雷达、差分吸收激光雷达、高光谱分辨率激光雷达、瑞利散射激光雷达、共振荧光激光雷达和多普勒激光雷达等,分别介绍了各类激光雷达探测的基本原理、发展历史及优缺点,以及其在探测大气气溶胶和云、水汽、温度、风、痕量气体、温室气体和污染气体等方面的应用。最后进行总结,并对激光雷达技术发展趋势进行了展望。     

二极管泵浦固体激光雷达技术及其应用

二极管泵浦固体激光雷达是最近几年成像激光雷达发展的重点,它采用高重复频率、高峰值功率的二极管泵浦固体激光器、高灵敏度的雪崩二极管探测器,其主要优点是体积小、价格低,可用扫描成像或非扫描 成像,探测大多采用直接探测体制,在军事和国民经济中都有着广阔应用前景。文中简要介绍了二极管泵浦固体激光雷达的研究及其在军事中的应用,包括精确制导、风速测量和直升机防撞等。以几种典型激光雷达为例,概括了激光雷达研究中需要解决的部分关键技术。     

相干连续波激光雷达的参数设计与实现

近年来,光学器件和数字化处理技术的高速发展为全光纤相干连续波激光雷达探测系统的小型化提供了基础。该雷达具有测速精度高、距离分辨率高、体积小、重量轻、易于装载等特点。本文首先介绍全光纤相干连续波激光雷达的测距测速原理,其次针对全光纤相干连续波激光雷达的性能指标设计了一套波形参数,并对该模型进行仿真实验,最后进行外场实际测量。仿真数据和实验数据均表明,利用该参数可以达到高的距离分辨力(1 m),大的速度可测范围(-100 ~100 m/s),高的速度准确率(0.5%),完成了设计指标。Abstract：关键词：Key words：     

Gallium arsenide injection laser radar

The range capability of gallium arsenide (GaAs) laser radar against extended targets and corner reflectors under both negligible and high background radiation condition is evaluated. The computations are carried out for a space environment. An experimental GaAs laser radar was constructed. The operational results obtained with this radar in the atmosphere against several diffuse targets and a corner reflector are presented.     

盖革模式APD阵列在激光雷达技术中应用

激光雷达技术是成像前沿技术之一,基于盖革模式APD焦平面阵列的三维成像激光雷达以其高灵敏度、高距离分辨率、高成像效率而成为国内外研究热点.本文介绍了美国麻省理工学院林肯实验室研发的盖革模式APD阵列的结构和性能.该APD阵列具有单光子探测能力,采用桥接集成技术增加了APD阵列的集成度,每个像素都有独立的计时电路距离信息直接读出.同时文中还给出了APD阵列激光雷达在伪装目标识别、广域地形三维成像方面的最新研究成果.旨在为我国激光雷达技术研究与传感器选择方面提供参考.     

Digital Receiver for Laser Imaging Radar

Theoretical basis of the transmitter and high sensitivity receiver design and the problem of waveform design for diode laser imaging radar had been discussed in the past[1] . However, with the extension of the application domains, there are some important technical problems, such as, how to increase the active range of the laser imaging radar system in the applied situation of the both limited maximum power of laser and limited maximum size of system. Another important problem of them is the s…     

Digital Receiver for Laser Imaging Rader

With the extension of the application domains for laser imaging radar, it is necessary to find a new technical way to obtain high technical performance and adaptive ability. In this paper, A new concept of digital receiver of laser imaging radar system is presented. This digital receiver is defined as a time varying parameter receiver which possesses large dynamics region and time domain filter. The receiver's mode, component structure as well as every function of its processing are described. The results and laboratorial data show the feasibility of digital reception. Also, it can exploit the inherent nature of laser imaging radar to obtain high probability of detection.     

基于距离分辨的激光雷达技术研究进展

激光雷达是对空间目标进行远距离高精度探测、跟踪监视的重要技术手段之一,基于距离分辨的激光雷达探测系统相比于传统的成像系统,具有整体结构简单、受大气干扰小等特点。国内外研究机构对该技术领域开展了大量研究,主要介绍了高分辨率回波探测及反射断层成像激光雷达的发展现状,总结和比较了国内外在理论算法、仿真分析、实验测试及实际应用等方面的进展,分析了二者的技术特点,展望了其发展前景。     

基于数字信号处理器的激光成像雷达目标识别算法实现

激光成像雷达的空间分辨率较高,能成四维像(强度像 三维距离像),适合作目标识别探测器.支持向量机(SVM)是一种能在小样本学习的情况下,仍有较高识别正确率的目标识别方法.通过优化支持向量机算法,将它嵌入到激光成像雷达系统的数字信号处理器(DSP)芯片内,实现目标识别的功能,有很高的现实意义.首先用真实激光成像雷达强度像做实验,测试56个样本,共耗时31.97μs,证明嵌入到数字信号处理器的支持向量机算法能满足实时性要求,识别正确率为98.2%;再用仿真激光成像雷达距离像验证支持向量机的推广能力,证明支持向量机在实时性和识别性能两方面都能满足激光成像雷达的识别要求.     

脉冲压缩及相参积累在激光雷达中的应用

将现代微波雷达中的脉冲压缩及相参积累技术应用到激光雷达中,通过搭建激光雷达实验系统,对目标回波数据进行采集分析,数据处理结果表明,激光雷达应用脉冲压缩及相参积累技术后,可以显著提升激光雷达系统的性能。     

激光雷达测距系统光源驱动设计

脉冲式激光雷达探测性能与激光光源发出的光脉冲密切相关,而激光二极管(LD)驱动电路性能直接决定了光脉冲的优劣。基于激光雷达系统要求,选用超快速金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)作为开关器件,建立驱动电路模型,对驱动电路设计与分析,经过多次试验,成功设计出最小脉宽10 ns,上升沿3.5 ns,重复频率可达50 kHz的LD驱动电路。驱动LD峰值功率将近60 W,成功用于激光雷达光源部分,测距精度达到3 cm/10.77 m,满足激光雷达系统要求。