1 南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室，江苏 南京 210094
2 西南技术物理研究所，四川 成都 610041
3 北京信息科技大学 高动态导航技术北京市重点实验室，北京 100101
为了解决TOF(Time of Flight)相机获取的深度像分辨率较低的问题，基于导向滤波器提出了一种边缘区域约束的超分辨率重建算法。首先对低分辨深度像进行初始上采样，利用多尺度边缘检测提取深度像的边缘区域；然后根据同场景中灰度图像与深度像的边缘相似性，提取公共边缘区域；最后，根据灰度图像的边缘像素在公共边缘区域中的位置约束导向滤波器的系数生成，重新对导向滤波器的系数进行加权，从而构建出高分辨率的深度图。通过标准数据库Middlebury数据集进行验证，与3种近年来基于滤波的超分辨重建算法相比较，文中方法既能有效地保护重建深度像的边缘结构，同时具有较高的计算效率。研究结果可以为低分辨激光成像雷达的目标识别、场景重建等对实时性要求较高的工程应用提供理论依据。
超分辨重建 导向滤波 深度像 边缘区域约束 super-resolution reconstruction guided filter depth map edge area constraint 红外与激光工程
2021, 50(1): 20200081
1 南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室, 南京 210094
2 西南技术物理研究所, 成都 610041
为了提高末敏弹在复杂背景条件下对装甲目标的识别能力, 将线阵激光雷达作为探测器, 结合卷积神经网络对线阵激光雷达距离像进行目标分类与识别.利用末敏弹边旋转边下降的运动特点, 实现对扫描区域的距离成像, 并通过采样率控制及插值等算法将原始距离像构造成适用于卷积神经网络的灰度像.针对弹载高实时性、小体积和低功耗的要求, 建立了由两层卷积层和一层全链接层构成的浅层卷积网络, 选用Xilinx ZYNQSoC 芯片作为硬件平台, 通过基于HLS技术和SDSoC开发环境将卷积操作放在端进行硬件并行加速.缩比模拟试验结果验证了该方法具有较高的目标识别精度, 对复杂背景下的装甲目标也能有效识别.ZYNQSoC的PL硬件相较于普通CPU方案, 加速性能提升了5倍, 能够满足弹载的要求.
线阵激光雷达 目标识别 卷积神经网络 末敏弹 硬件加速 Linear array LiDAR Target recognition Convolutional neural network Sensitive sub-ammunition Hardware acceleration
1 南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室, 江苏 南京 210094
2 埃因霍温理工大学 机械工程系, 荷兰 埃因霍温 5600MB
3 西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
为了提高末敏弹在复杂战场环境下对地面装甲目标的识别概率, 提出了一种用于弹载线阵激光成像雷达的目标提取方法, 结合末敏弹边旋转边下降的稳态运动特点, 实现了线阵列激光雷达对扫描区域的三维点云成像。首先通过对点云中高度数据分析, 提出了基于高度与梯度的组合阈值分割算法, 实现了地面背景的快速分割; 然后利用坐标变换, 对有坡度的地面进行调整, 并通过典型装甲目标的几何尺寸自动获取种子点进行区域增长分割; 最后利用最小外接矩形特征获取目标的几何信息, 由目标的几何特征实现装甲目标的提取。仿真结果表明: 此方法可以实现线阵列激光雷达在50~120 m高度下对地面装甲目标的准确提取, 从而为新型末敏弹目标探测提供技术支撑。
线阵激光雷达 末敏弹 三维点云 目标提取 linear array LiDAR sensitive sub-ammunition 3D point cloud target extraction 红外与激光工程
2019, 48(3): 0330002
通过对InGaAsP/InP 单光子雪崩二极管(SPAD)的探测效率、暗计数率等基本特性与该器件的禁带宽度、电场分布、雪崩长度、工作温度等参数之间关系的分析, 采用比通常的InxGaAs(x=0.53)材料具有更宽带隙的InxGa1-xAsyP1-y(x=0.78, y=0.47)材料作为光吸收层, 并且精确控制InP倍增层的雪崩长度, 有效地降低了SPAD的暗计数率。其中InGaAsP材料与InP材料晶格匹配良好, 可在InP衬底上外延生长高质量的InGaAsP/InP异质结, InGaAsP材料的带隙为Eg=1.03 eV, 截止波长为1.2 μm, 可满足1.06 μm单光子探测需要。同时, 通过设计并研制出1.06 μm InGaAsP/InP SPAD, 对其特性参数进行测试, 结果表明, 当工作温度为270 K时, 探测效率20%下的暗计数率约20 kHz。因此基于时间相关单光子计数技术的该器件可在主动淬灭模式下用于随机到达的光子探测。
单光子雪崩二极管 自由模式 暗计数率 single photon avalanche diodes InGaAsP/InP InGaAsP/InP 1.06 μm 1.06 μm free-running DCR 红外与激光工程
2017, 46(12): 1220001
1 中国人民解放军驻二〇九所军事代表室, 成都 610041
2 西南技术物理研究所, 成都 610041
为了分析影响平衡式相干探测信噪比的因素, 采用数学模型推导了平衡式相干探测原理和信噪比公式, 分析了影响平衡式相干探测信噪比的因素,研制了用于相干激光雷达信号接收的平衡式激光探测器, 并通过相干雷达样机, 完成了气溶胶粒子发生米氏散射回波信号的探测。结果表明, 研制的平衡式激光探测器具有非常低的噪声和高探测灵敏度特性, 能较好地探测出大气中气溶胶粒子发生米氏散射的激光回波信号。
激光技术 探测器 平衡式相干探测 相干激光雷达 多普勒频移 laser technique detector balance coherent detection coherent lidar Doppler frequency shift
电子科技大学光电信息学院， 四川 成都 610054
描述了基于光生等离子体效应的瞬态毫米波菲涅耳波带片扫描天线的工作原理。模拟计算了高阻硅 片在不同激光光强照射下对毫米波的透射率，设计了毫米波在以不同偏离角入射时菲涅耳波带片的结构。分析了激光照射硅 片形成不同焦距的波带片时天线的增益性质。实验验证了94 GHz波段天线，测试结果与模拟计算结果吻合得较好。
光生电导率 扫描天线 光控 菲涅尔波带片 photo-conductance scanning antenna optical control Fresnel zone plate
本文提出了一种利用激光照射高阻硅来控制硅片中THz 波传输特性的方法。利用波长为808nm 的激光照射高阻硅产生光生电导来控制硅片对THz 波的吸收系数,进而控制硅片中THz 波的传输特性,并测量了在光强为1.9W/cm2 的激光照射下硅片对THz 波的透射特性。在1.9W/cm2 的激光照射下0.07cm 硅片的THz 波透射量减少了20% 。实验证明,利用激光控制硅片中的THz 波传输是可行的。
THz 光生等离子体 复介电常数 吸收系数 复折射率 THz optic-plasma complex dielectric constant absorption constant complex refraction index
本文描述一种光生等离子体菲涅尔波带板天线的设计方法。利用中心波长为808nm 的近红外激光器阵列通过光学掩膜(菲涅尔波带板的照相底片)照射高电阻率的硅片,使硅片呈现出菲涅尔波带板的衍射特性,实现对入射毫米波的聚焦。给出了这种天线在94GHz 处的实验验证,并得到了4dB 的天线增益效果。
光注入 介电常数 菲涅尔波带板 激光器阵列 optical injection dielectric constant Fresnel zone plate laser array
