激光雷达应用中的几种数据表达方式

激光雷达数据有其自身的特点，在三维空间中呈不规则分布的点云。这种数据形式在为信息提取带来便利的同时，也对数据表达方式提出更高的要求。不恰当的数据组织方法不仅会损失部分信息，还可能为信息提取带来某种困难。常用的数据表达方式包括规则格网、不规则三角网、剖面、体元等。本文对这些方法进行了比较分析，指出它们各自的优势和不足。此外，通过对激光雷达数据、表达方式、算法三者间相互关系的分析，探讨了数据表达方式在信息提取中所起的作用。     

逆合成孔径成像激光雷达成像算法

逆合成孔径成像激光雷达是一种能实现运动目标超高分辨实时成像的雷达,它在发射激光信号的基础上,运用逆合成孔径原理对目标进行成像。但激光信号具有极高载频、超大带宽和极短波长的特性,传统的距离-多普勒算法不再适用。在对回波信号特征进行分析的基础上,利用重排维格纳分布和Hough变换对光外差探测后的信号进行时频分析以估计目标的运动速度,构造有效的补偿因子,完成了对回波信号的精确运动补偿,并进一步采用Keystone变换完成对目标散射点的越距离单元徙动校正,实现了对目标的高分辨二维成像。仿真实验验证了成像算法的有效性,并通过与微波波段逆合成孔径雷达的比较,证明了逆合成孔径成像激光雷达可实现对运动目标更快速、更高分辨的成像。     

Variances of Plane Parameters Fitted to Range Data

Formulas for variances of plane parameters fitted with Nonlinear Least Squares to point clouds acquired by 3D imaging systems (e.g., LADAR) are derived. Two different error objective functions used in minimization are discussed: the orthogonal and the directional functions. Comparisons of corresponding formulas suggest the two functions can yield different results when applied to the same dataset.     

激光雷达反遮蔽探测技术研究

为了探索利用激光雷达探测遮蔽目标,构建了遮蔽目标激光雷达回波模型,取得了遮蔽目标激光雷达回波波形的仿真数据.采用Levenberg-Marguardt算法对回波波形非线性拟合,实现了对回波波形的高斯分解,获取了高斯回波分量的个数、位置、半宽和幅度等参数.通过对各个通道分离子波的时间匹配,得到了各个子目标在不同通道的回波...     

双端差分吸收激光雷达及其大气污染测试

本文介绍了以双脉冲双波长可调谐激光器Cr: LiSAF作为光源的双端差分吸收激光雷达系统,利用这一系统对大气中的SO2和NO2污染气体进行定标实验和浓度测试,并给出了测试结果及其分析。     

美机载激光探测与定位系统自主跟踪空中目标仿真系统"解析"

介绍了美机载激光探测与定位系统自主跟踪空中目标仿真系统的工作流程及其重要组成部分，说明了系统的研究方法，并对这套仿真系统进行了总结。     

基于点阵照明的APD阵列外差激光雷达外差效率的提高

当前研制的快速成像无扫描激光雷达系统由于激光器功率和信号损耗的限制,遇到了无法增大作用距离的瓶颈。结合光外差体制和APD阵列探测器设计的APD阵列外差探测激光雷达系统可以有效地解决这个问题。鉴于光学系统的外差效率能够直接影响外差激光雷达的性能,因此照明方式的设计是该套激光雷达系统的一个关键。经过分析,传统的直接扩束照明模式下系统的平均外差效率仅为10-5量级,远无法打到使用要求;因此提出了采用改进的点阵照明,并采用在阵列探测器前置微透镜阵列实现匹配接收的方式来解决这一问题。计算结果显示,经过优化后的点阵照明模式下的系统外差效率可达0.82,进而证明了采用点阵照明设计的APD阵列外差激光雷达系统的性能可以达到实用要求,为进一步开展APD阵列外差激光雷达的研究工作奠定了理论基础。     

碲镉汞雪崩光电二极管在激光雷达上的应用

首先简要介绍激光雷达的主要军事应用、激光雷达对接收器的性能需求及激光雷达接收器的现状,综述碲镉汞材料特点、碲镉汞雪崩光电二极管探测器特点,与现有激光雷达接收器相比碲镉汞雪崩光电二极管作为激光雷达接收器的优势及制备技术;综述国外碲镉汞雪崩光电二极管用于激光雷达接收器的发展现状;最后分析我国发展用于激光雷达接收器的碲镉汞雪崩光电二极管可行性。     

Design Optimization for High Manufacturability of Optical Fiber Endcap for Range Detection LADAR

High power fiber laser module of the transmitting channel for the designed LADAR (LAser raDAR) system has an angled endcap to avoid the direct reflection fed back to the source laser unit. However, the reference endcap design shows low manufacturability caused by the technical challenge in splicing and fabrication. We explored four alternative design solutions exhibiting similar performances. The end cap design compatibility was achieved with the transmittance and beam shape analysis using a non-sequential ray tracing program, ASAP. Specially, the analysis was focused at the zoom lens position and the endcap position. Among the four designs, the best solution shows the transmittance of about 89% of the Reference Design with 0.14° LOS (Line of Sight) shift. We believe that 11% in absorption by the mechanical components and can be further improved with the minor mechanical change and that the LOS shift is within the accommodation range of the wedge compensators in the transmitting channel.     

基于激光雷达观测数据的无线光通信系统性能研究

在分析大气衰减效应对无线光(FSO)通信性能影响 时,获取及时准确的能见度数据是关键。首先,分析了 目前获取能见度方法的不足之处,提出由激光雷达(LADAR)反演得到的数据可以更好地满足 FSO通信性能分析的 需求;其次,在介绍了利用LADAR观测数据反演水平能见度方法的基础上,以烟台1月18日典型天气为 例,获取了全天的能见度数据,并结合80%的相对湿度阈值对雾霾的转化过程进行分析 ;最后,结合 实测数据,通过设置适当的通信系统参数,对该日天气条件下的误码率(BE R)进行了实时分析,并得出雾比霾更 容易引起通信系统性能的降低。本文所得结论,将为建立实际的FSO通信链路提供 指导。