小型機載三維成像激光雷達系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、激光雷達技術(shù)作為一種重要的三維測距技術(shù)，具有光束窄和測距精度高等特點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于三維遙感領(lǐng)域和三維虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域中，而面陣成像三維激光雷達由于具有重量小，功耗低，可靠性高的優(yōu)點而受到越來越廣泛的關(guān)注。
　　 本文首先介紹了面陣成像三維激光雷達的各種技術(shù)和發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上選擇了基于增益調(diào)制測量原理的系統(tǒng)開展研究。論文從機載面陣成像三維激光雷達的成像原理出發(fā)，在原有雙通道單線性調(diào)制方式進行探測的基礎(chǔ)上進行了改進，采用雙通道雙線

2、性調(diào)制方式進行探測，并介紹了雙通道雙線性激光雷達的探測方式，系統(tǒng)組成，信號控制電路以及各通道調(diào)制的實現(xiàn)方式。指出尚未解決的光源功率問題以及動態(tài)成像的技術(shù)要點問題，在此基礎(chǔ)上解決了這些機載面陣成像三維激光雷達的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　 根據(jù)MCP增益和電壓的關(guān)系，分別對兩路MCP采用RC充放電和LC充放電方式進行調(diào)制，從而使雙路增益分別隨時間線性上升或者線性下降。通過對門選通和增益的相對時序關(guān)系的控制，使目標返回的數(shù)據(jù)分別帶有不同距離

3、調(diào)制的灰度信息。
　　 為了使機載激光雷達在動態(tài)情況下進行探測時減少運動模糊，本文設(shè)計了一款適合載機飛行條件為高度1000m，速度50m/s，曝光時間15ms的運動補償系統(tǒng)，利用擺鏡和壓電陶瓷使激光雷達成像系統(tǒng)連續(xù)兩次對同一目標成像，從而減少運動模糊。
　　 本論文主要工作是使用帶有大功率半導(dǎo)體激光器以及運動補償系統(tǒng)的雙通道雙線性激光雷達進行靜態(tài)和動態(tài)實驗，對得到的雙路灰度數(shù)據(jù)進行處理以得到目標三維信息數(shù)據(jù)，對于1000