1 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
三维成像技术在自动驾驶、航空任务、**领域等都有着广泛的应用，不同技术体制的成像系统有不同的优点，其中基于多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter, MPPC)的三维成像技术由于其成像速度快、对极弱光敏感等优势具有广阔的发展潜力。然而，由于MPPC阵列发展不成熟，基于MPPC阵列的弱光三维成像探测水平受到限制。利用日本滨松公司研发的具有32×32规模的MPPC阵列S15013系列二维光子计数图像传感器，开发了一套三维成像系统，传感器的每个像素由12个单光子雪崩二极管并联而成，其总探测像素达到1 K以上。基于该系统，分析了阈值电压、镜头光阑等参数条件对三维成像探测结果的影响，对系统探测灵敏度和精度进行了测试，并针对37 m远模拟目标开展了三维成像探测试验。试验结果表明：在回波光子数约1.98 (光子/像素)的暗弱条件下，目标区域测距精度达到0.268 m，三维结构特征明显，达到了接近单光子成像的探测水平。
多像素光子计数器（MPPC） 三维成像 光子计数器 MPPC 3D imaging photon counter 红外与激光工程
2022, 51(10): 20210989
1 中国科学院光电技术研究所自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了提高科考人员探测未知环境时的安全系数,实现无接触测量,同时解决二维平面成像无法获取物体距离信息和尺寸信息的问题,设计并实现了一套基于单点脉冲激光测距仪的三维扫描成像系统。首先,利用方差过滤和高斯拟合提高单点激光测距的精度。其次,修正云台角度偏差后通过云台的转动有序扫描并获取物体表面的点云数据。最后,利用具有噪声的基于密度的聚类算法对获取的点云噪声进行滤波,得到轮廓分明、角度清晰、距离准确的三维点云图像。在室内对普通纸盒的成像实验结果表明,该系统测量距离、物体面积以及角度拟合的误差均小于5%;在室外对200 m内的大型建筑进行成像,结果表明,该系统能有效探测未知环境和感知障碍物。
激光技术 激光测距仪 三维点云成像 点云过滤 云台 激光与光电子学进展
2021, 58(6): 0628002
