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.     

单狭缝条纹管激光雷达的成像

介绍了一种新型激光三维成像方法,该方法用条纹管作为成像系统的接收端,使激光三维成像雷达具有高帧频、大视场角的特点.理论上介绍了该方法的成像原理,用实验验证了它对远距离目标的成像能力.建立了一套条纹管激光成像的演示系统,测定了系统中的关键参数,获得了室内、室外特定目标的条纹像.证实了这种条纹管激光三维成像方法的可行性.并对完善该套成像系统提出了自己的见解.     

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.     

日光对532nm激光成像性能影响实验分析

532 nm激光成像雷达在成像过程中容易受到日光干扰而降低图像信噪比。利用532 nm条纹管激光雷达对复杂场景(建筑物群)进行昼夜成像实验,并采用直方图统计法分析同一场景分别在白昼和夜晚的激光强度像和距离像的像素值分布,进而分析日光对激光成像性能影响。实验结果表明:日照光会提高激光强度像的亮度以及背景/目标的对比度,同时也增加了距离像的空天背景噪声;夜晚激光距离像信噪比高,但目标强度像对比度不佳。     

新体制成像激光雷达发展评述

概述成像激光雷达的军事应用前景及其对成像激光雷达的性能要求,重点论述几种新体制成像激光雷达(包括基于光学相控阵的电扫描成像激光雷达、非扫描3D成像激光雷达和合成孔径成像激光雷达)研究工作的新进展。     

三维成像激光雷达线阵探测模式分析

以三维成像激光雷达对地面车辆目标探测为应用背景,采用线阵光电探测器并行接收的新体制来提高对目标成像的速度和实时性。按照对目标照射的激光辐射形式,总结出两种线阵探测模式：一种是激光多束发射模式,另一种是激光泛光发射模式。对这两种模式的机理、实现方式及优缺点进行了分析,并分别建立了两种模式下的激光雷达探测方程。采用信噪比和测距精度来分析两种模式的探测和测距性能。分别推导出了两种模式下信噪比与距离,发射功率与距离的关系表达式并进行了仿真。仿真结果表明,在相同距离和发射功率下,激光多束发射模式的回波信噪比更高;在相同距离和测距精度下,激光泛光发射模式需采用更高的发射功率。     

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。     

一种新型水下激光成像系统

提出了一种新型水下激光成像系统的模型 ,计算了该系统的成像距离和成像质量与光束发散角、接收视场角、快门开启时间等主要参数的关系 ,降低背景光的影响与提高光脉冲质量能有效地提高成像距离和成像质量。在一般海水介质中 ,这种水下激光成像系统的成像距离理论值可达2 5倍衰减长度 ,约是同步扫描和距离选通水下激光成像系统的 4～ 5倍。     

应用分块复原方法提高激光雷达测距精度

介绍了一种基于像增强器增益调制原理的三维成像激光雷达,距离图可以由恒定增益和线性增益调制条件下的灰度图计算得到。根据成像系统的传递特性,建立了灰度图像的退化模型并分析了在考虑点扩散函数影响的情况下,引起成像激光雷达测距误差的主要原因。分析结果表明,在距离变化区域,测距误差主要与点扩散函数、反射率和实际距离等因素有关;而在平坦区域,测距误差主要由散粒噪声引起的。根据误差的来源和散粒噪声的特点,提出了对拍摄得到的灰度图像进行分块复原的方法。仿真结果显示:该方法复原得到距离图的均方根误差比全局复原方法小。最后将该方法用于实际拍摄的雷达图像,验证了该方法的有效性。     

光子计数三维成像激光雷达的分析与实验

对于直接探测三维成像激光雷达,采用光子计数探测器可以响应单光子水平的目标回波,从而大大提高探测效率。研究的光子计数三维成像激光雷达采用盖革模式雪崩光电二极管（APD）作为探测器。首先分析了回波光子探测模型,并根据此模型讨论了激光雷达探测概率和测距模式。在理论分析的基础上,设计了一套光子计数三维成像激光雷达系统,对一些选定目标进行了测距和三维成像实验,并对实验结果进行了分析。     

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.     

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.     

基于恒比鉴别和小波变换的脉冲激光雷达成像

为了提升脉冲激光雷达的成像性能,减小杂波对雷达成像的影响,本文提出了一种将恒比鉴别算法和小波变换算法相结合的复合算法.利用由激光脉冲发射、杂波干扰、激光脉冲接收和生成目标图像构成的仿真模型,分别使用恒比鉴别算法,小波变换算法,恒比鉴别和小波变换的复合算法生成激光雷达图像.同时为了进一步提高新复合算法的性能,提出了一种基...     

利用奇异值特征的激光成像雷达目标识别

随着激光技术的发展,激光成像雷达在现代战争复杂战场环境中逐渐获得了广泛的应用,目前激光成像雷达目标识别技术已成为国内外研究的热点.基于激光成像雷达的距离像,以地面军事目标为识别对象,提出了针对奇异值特征的激光成像雷达目标识别算法.利用奇异值特征表征图像具有良好的稳定性,通过分析识别率与奇异值特征数目的关系,从激光成像雷...     

激光雷达在装甲车中的应用探讨

探讨了激光雷达的特性、工作原理以及相对于微波雷达的优势，并提出了现在乃至将来激光雷达作为现行装甲车辆传感器的重要补充手段，在高精度跟踪测量、高分辨率目标识别和三维成像等方面的应用前景，并论述了激光雷达存在的缺点和改进方法。     

固体激光雷达的发展现状

文中首先分析了半导体激光成像雷达和二极管泵浦固体激光成像雷达的发展现状，介绍了９０年代初出现的一种商品化的微型ＤＰＬ脉冲激光雷达和一种半导体成像激光雷达的特点，指出进一步发展固态激光成像雷达的关键是高功率、高波束质量的辐射源、高灵敏度的接收技术，高性能的二维扫描技术和图像处理及目标识别算法。     

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.     

成像激光雷达系统模拟

成像激光雷达系统对精确制导、直升机防撞等都具有重要的意义。计算机模拟技术是成像激光雷达系统的设计和研究中一个有效手段。本文以所建立的二极管泵浦固体成像激光雷达实验演示系统为研究对象,对立了成像激光雷达系统计算机模型。该模型是所建立的演示系统的一个有力的辅助研究工具,对实验系统性能的改进、方案的进一步完善、目标特性和大气传输特性的研究都可起到很大的推动作用。     

激光主动成像制导导引头设计方法研究

介绍了导弹激光主动成像制导导引头系统的工作原理，分析了当前激光主动成像制导导引头系统在激光器、探测体制和扫描方式的选择上存在的问题，结合导弹制导的特点，并根据目前国外激光雷达技术发展的现状，研究了高空间分辨率及高成像速率的激光主动成像制导导引头系统的设计方法。     

主动式光学三维成像技术概述

简要介绍了三维成像的基本概念,综述了常用的主动式光学三维成像技术的基本原理,包括基于几何法的三维几何法成像及基于时间测量的三维成像激光雷达:连续波法(位相法和FMCW法)及脉冲法.简单讨论了各种成像方法的优缺点及应用范围,并简要介绍了各种技术的应用.