为了获得目标区域的高精度3-D距离图像, 采用自研带读出电路的雪崩光电二极管(APD)面阵探测器组件, 研制了一台非扫描激光主动成像雷达。雷达采用波长1.064μm脉冲激光泛光照射目标区域, APD面阵探测器组件接收目标漫反射激光回波信号, 经信息处理获得目标区域3-D距离图像, 对典型目标开展了3-D成像实验研究。结果表明, 所研制的非扫描激光主动成像雷达可获得较好的目标区域3-D距离图像, 成像距离达1.2km, 距离分辨率为0.45m, 成像帧频为20Hz。基于APD面阵探测器组件的非扫描激光主动成像雷达技术取得突破。
成像系统 非扫描激光成像雷达 雪崩光电二极管面阵探测器 3维距离图像 imaging system non-scanning imaging lidar avalanche photodiode planar array detector 3-D range image
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室 ICT研究中心, 重庆 400044
2 重庆大学 工业CT无损检测教育部工程研究中心,重庆 400044
3 齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司, 齐齐哈尔 161000
针对用工业CT切片图像直接重构得到的网格模型质量不高的问题，提出一种不受拓扑结构限制的隐式曲面重构全局优化方法。该方法将三维表面模型用隐式函数来表示，通过模型提供的点云信息计算出隐式函数，提取等值面，实现曲面重构。针对隐式曲面重构数据处理量大的问题，引入FFTW快速傅里叶变换来提高效率。实验结果表明，该方法能够同时实现三角网格模型的去噪、网格平滑、简化以及孔洞修补，与保特征的均匀化网格平滑算法相比，去噪效果更好，效率更高。
工业CT 网格平滑 网格去噪 孔洞修补 特征保持 industrial CT mesh smoothing mesh denoising hole repairing feature preserving 强激光与粒子束
2015, 27(12): 124002
主要针对激光雷达距离像的距离反常噪声抑制问题,阐述了激光雷达距离像的噪声原理,分析了应用传统中值滤波方法抑制距离反常噪声的缺陷,提出了基于包围准则的自适应中值滤波算法。该方法首先根据包围准则检测噪声,对5×5滤波窗口内的像素值进行排序差分;然后选择低于门限长度最长的连续差分值对应的像素值作为距离正常值;最后运用中值滤波和加权均值滤波进行噪声抑制。实验结果表明,该方法有效抑制了距离反常噪声,且较好地保护了距离图像中目标的边缘细节,均方根误差分别比3×3和5×5窗口中值滤波法减少了27.1%和9.1%。
激光雷达 距离像 距离反常噪声抑制 排序差分 图像处理 laser radar range image range anomalies noises suppression sorting-difference image processing
基于三维激光成像雷达成像性能的需求,设计了一款应用于其发射系统的半导体激光器脉冲驱动电源。在对驱动电路模型理论分析的基础上,选取了RF高速功率开关,并运用PSPICE工具对驱动电路进行了仿真分析,设计出了一款峰值电流可达30 A,上升沿小于2 ns,脉宽小于6 ns,重复频率15 kHz的LD脉冲驱动电源。该设计满足激光成像雷达发射系统的技术指标要求。
半导体激光器 脉冲驱动 大电流 窄脉宽 上升沿 LD pulsed driving high-peak narrow pulse rising edge
针对采用盖革模式雪崩光电二极管(Gm-APD)作为探测器的成像激光雷达,介绍了其测距原理及3D成像原理,并对如何提高其探测性能的方法进行了分析。以分析Gm-APD触发信号的统计特性为基础,对出现在距离门内不同位置目标的探测概率和虚警概率进行了研究与仿真,结果表明,目标处在距离门最前面时,探测概率受噪声水平影响最小,虚警概率受信号强度影响最大;目标靠近距离门中间位置时,探测概率随噪声水平增大下降缓慢,虚警概率随信号强度增大下降缓慢;目标处在距离门末尾时探测概率受噪声水平影响最大,而虚警概率几乎与回波信号强度无关。
成像激光雷达 探测特性 泊松统计 探测概率 imaging lidar detection performance poisson statistics detection probability
1 西南技术物理研究所，成都 610041
2 西北核技术研究所，西安 710024
为了验证纳秒紫外激光大气等离子体通道技术的可行性，采用实验方法研究了248nm远紫外激光与实验室空气的相互作用，测试了相应的电离击穿阈值；尝试建立了连续的激光等离子体电离通道，并进行了激光等离子体通道直流电传输实验，得到的数据显示，在180mJ单脉冲能量作用下，连续闪光柱长度8mm，可导电区长度约20mm。结果表明，纳秒紫外激光建立连续激光等离子体导电通道是可行的。
激光物理 激光等离子体 等离子体导电实验 紫外激光空气电离 laser physics laser plasma plasma conducting experiment air ionization with ultraviolet laser
