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

1、激光雷達(dá)技術(shù)作為一種重要的三維測(cè)距技術(shù)，具有光束窄和測(cè)距精度高等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于三維遙感領(lǐng)域和三維虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中，而面陣成像三維激光雷達(dá)由于具有重量小，功耗低，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。
　　 本文首先介紹了面陣成像三維激光雷達(dá)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(cè)量原理的系統(tǒng)開展研究。論文從機(jī)載面陣成像三維激光雷達(dá)的成像原理出發(fā)，在原有雙通道單線性調(diào)制方式進(jìn)行探測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，采用雙通道雙線

2、性調(diào)制方式進(jìn)行探測(cè)，并介紹了雙通道雙線性激光雷達(dá)的探測(cè)方式，系統(tǒng)組成，信號(hào)控制電路以及各通道調(diào)制的實(shí)現(xiàn)方式。指出尚未解決的光源功率問(wèn)題以及動(dòng)態(tài)成像的技術(shù)要點(diǎn)問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上解決了這些機(jī)載面陣成像三維激光雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
　　 根據(jù)MCP增益和電壓的關(guān)系，分別對(duì)兩路MCP采用RC充放電和LC充放電方式進(jìn)行調(diào)制，從而使雙路增益分別隨時(shí)間線性上升或者線性下降。通過(guò)對(duì)門選通和增益的相對(duì)時(shí)序關(guān)系的控制，使目標(biāo)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(jī)載激光雷達(dá)在動(dòng)態(tài)情況下進(jìn)行探測(cè)時(shí)減少運(yùn)動(dòng)模糊，本文設(shè)計(jì)了一款適合載機(jī)飛行條件為高度1000m，速度50m/s，曝光時(shí)間15ms的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，利用擺鏡和壓電陶瓷使激光雷達(dá)成像系統(tǒng)連續(xù)兩次對(duì)同一目標(biāo)成像，從而減少運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的雙通道雙線性激光雷達(dá)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，對(duì)得到的雙路灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以得到目標(biāo)三維信息數(shù)據(jù)，對(duì)于1000