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距离漂移误差抑制获取Gm-APD激光雷达高精度三维像
被引量：
3
1
作者
徐璐
杨旭
+2 位作者
吴龙
包晓安
张一嘉
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第10期140-147,共8页
由于Gm-APD存在第一光子偏移效应,Gm-APD激光雷达存在距离漂移误差,并引起距离像的畸变。提出了两种抑制距离漂移误差的方法,并完成了实验验证。利用信号复原算法从光子计数分布图中复原了信号光电子数分布图。第一种方法采用双高斯函...
由于Gm-APD存在第一光子偏移效应,Gm-APD激光雷达存在距离漂移误差,并引起距离像的畸变。提出了两种抑制距离漂移误差的方法,并完成了实验验证。利用信号复原算法从光子计数分布图中复原了信号光电子数分布图。第一种方法采用双高斯函数对光电子数分布图进行拟合,并利用峰值位置计算距离。第二种方法采用质心算法对光电子数分布图进行加权计算并获取距离。采用6 ns脉冲宽度的激光,利用两种方法都获取了目标的高精度距离—强度三维融合像。两种方法的强度测量相对精度都小于3%。信号复原&双高斯拟合寻峰法的测距精度为1.2 cm。信号复原&质心算法的测距精度为0.6 cm。
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关键词
激光雷达
光子计数
距离漂移误差
三维成像
泊松统计
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职称材料
光子探测距离漂移误差与大气湍流效应建模分析
2
作者
侯阿慧
胡以华(指导)
+2 位作者
赵楠翔
董骁
曾祥熙
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第S02期197-203,共7页
光子探测具有灵敏度高、系统功耗低和探测距离远等优点,探测性能易受大气环境影响。建立湍流效应下光子探测模型,定义了回波光子调制泊松分布概率,当回波光子数小于0.1时,调制泊松分布退化为泊松分布。建立了光子探测距离漂移模型,重构...
光子探测具有灵敏度高、系统功耗低和探测距离远等优点,探测性能易受大气环境影响。建立湍流效应下光子探测模型,定义了回波光子调制泊松分布概率,当回波光子数小于0.1时,调制泊松分布退化为泊松分布。建立了光子探测距离漂移模型,重构光子探测的回波分布,以计算距离漂移。探讨了湍流效应下的光子探测回波特性和距离漂移的变化规律。结果表明:湍流作用下光子探测首光子效应减弱,当湍流为10-16m-2/3,无湍流的回波光子数为2时,与无大气湍流时相比,距离漂移减小0.41 cm,测距精度下降0.23 cm;随着湍流的增强,湍流为5×10-15m-2/3时,探测概率平均降低78.18%,距离漂移平均减小91.49%,测距精度最大下降85.77%。
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关键词
距离漂移误差
大气湍流
光子探测
探测概率
泊松分布
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职称材料
宽脉冲光子计数偏振激光雷达探测浅水层研究(特邀)
被引量：
1
3
作者
徐璐
刘霞霞
+2 位作者
杨旭
张一嘉
吴龙
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期53-62,共10页
由于受激光脉冲宽度的限制,传统激光雷达无法实现几十厘米的浅水层测量。设计了一个双Gm-APD光子计数偏振激光雷达系统,采用宽脉冲获取薄浅水层的高精度距离像。浅水层的表面光滑,能够保偏;底面粗糙,将发生退偏。根据该偏振现象,通过发...
由于受激光脉冲宽度的限制,传统激光雷达无法实现几十厘米的浅水层测量。设计了一个双Gm-APD光子计数偏振激光雷达系统,采用宽脉冲获取薄浅水层的高精度距离像。浅水层的表面光滑,能够保偏;底面粗糙,将发生退偏。根据该偏振现象,通过发射水平线偏振光,接收系统中采用一个偏振分光棱镜将前后表面信号光分离,然后分别被两个Gm-APD探测。该系统不受信号光的脉冲宽度限制,并充分利用Gm-APD的死时间机制,针对超薄浅水层实现三维深度测量。利用基于穆勒矩阵和斯托克斯参量表示的偏振传输原理,理论分析了双Gm-APD偏振激光雷达的分光原理。采用信号复原质心算法抑制距离漂移误差获取高精度距离信息。对于深度从4.5cm变化到8 cm渐变的薄浅水层,底面覆盖了黑、白沙子,探测距离为5 m,在实验上采用6 ns激光脉冲获取了薄浅水层的高精度距离像,测距精度为0.8 cm,有效验证了方案的可行性。该方案能够为机载海洋测绘激光雷达的浅水层测量提供一定借鉴。
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关键词
激光雷达
光子计数
距离
像
偏振
距离漂移误差
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职称材料
题名
距离漂移误差抑制获取Gm-APD激光雷达高精度三维像
被引量：
3
1
作者
徐璐
杨旭
吴龙
包晓安
张一嘉
机构
浙江理工大学信息学院
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第10期140-147,共8页
基金
浙江省自然科学基金青年科学基金(LQ20F050010)
浙江省自然科学基金(LY20F010001)
+2 种基金
浙江省教育厅一般项目(Y201942186)
浙江省重点研发计划项目2020C03094
国家自然科学基金青年科学基金(61801429)。
文摘
由于Gm-APD存在第一光子偏移效应,Gm-APD激光雷达存在距离漂移误差,并引起距离像的畸变。提出了两种抑制距离漂移误差的方法,并完成了实验验证。利用信号复原算法从光子计数分布图中复原了信号光电子数分布图。第一种方法采用双高斯函数对光电子数分布图进行拟合,并利用峰值位置计算距离。第二种方法采用质心算法对光电子数分布图进行加权计算并获取距离。采用6 ns脉冲宽度的激光,利用两种方法都获取了目标的高精度距离—强度三维融合像。两种方法的强度测量相对精度都小于3%。信号复原&双高斯拟合寻峰法的测距精度为1.2 cm。信号复原&质心算法的测距精度为0.6 cm。
关键词
激光雷达
光子计数
距离漂移误差
三维成像
泊松统计
Keywords
lidar
photon counting
rang walk error
3D imaging
Poisson statistics
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
光子探测距离漂移误差与大气湍流效应建模分析
2
作者
侯阿慧
胡以华(指导)
赵楠翔
董骁
曾祥熙
机构
脉冲功率激光技术国家重点实验室(国防科技大学)
电子制约技术安徽省重点实验室
[
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第S02期197-203,共7页
基金
国家自然科学基金(61871389)
国防科技大学科研计划(ZK18-01-02)
文摘
光子探测具有灵敏度高、系统功耗低和探测距离远等优点,探测性能易受大气环境影响。建立湍流效应下光子探测模型,定义了回波光子调制泊松分布概率,当回波光子数小于0.1时,调制泊松分布退化为泊松分布。建立了光子探测距离漂移模型,重构光子探测的回波分布,以计算距离漂移。探讨了湍流效应下的光子探测回波特性和距离漂移的变化规律。结果表明:湍流作用下光子探测首光子效应减弱,当湍流为10-16m-2/3,无湍流的回波光子数为2时,与无大气湍流时相比,距离漂移减小0.41 cm,测距精度下降0.23 cm;随着湍流的增强,湍流为5×10-15m-2/3时,探测概率平均降低78.18%,距离漂移平均减小91.49%,测距精度最大下降85.77%。
关键词
距离漂移误差
大气湍流
光子探测
探测概率
泊松分布
Keywords
range walk error
atmospheric turbulence
photon detection
detection probability
Poisson distribution
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
宽脉冲光子计数偏振激光雷达探测浅水层研究(特邀)
被引量：
1
3
作者
徐璐
刘霞霞
杨旭
张一嘉
吴龙
机构
浙江理工大学信息学院
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期53-62,共10页
基金
浙江省自然科学基金青年科学基金(LQ20F050010)
浙江省自然科学基金(LY20F010001)
+2 种基金
浙江省教育厅一般项目(Y201942186)
国家自然科学基金青年科学基金(61801429)
浙江省重点研发计划项目(2020C03094)。
文摘
由于受激光脉冲宽度的限制,传统激光雷达无法实现几十厘米的浅水层测量。设计了一个双Gm-APD光子计数偏振激光雷达系统,采用宽脉冲获取薄浅水层的高精度距离像。浅水层的表面光滑,能够保偏;底面粗糙,将发生退偏。根据该偏振现象,通过发射水平线偏振光,接收系统中采用一个偏振分光棱镜将前后表面信号光分离,然后分别被两个Gm-APD探测。该系统不受信号光的脉冲宽度限制,并充分利用Gm-APD的死时间机制,针对超薄浅水层实现三维深度测量。利用基于穆勒矩阵和斯托克斯参量表示的偏振传输原理,理论分析了双Gm-APD偏振激光雷达的分光原理。采用信号复原质心算法抑制距离漂移误差获取高精度距离信息。对于深度从4.5cm变化到8 cm渐变的薄浅水层,底面覆盖了黑、白沙子,探测距离为5 m,在实验上采用6 ns激光脉冲获取了薄浅水层的高精度距离像,测距精度为0.8 cm,有效验证了方案的可行性。该方案能够为机载海洋测绘激光雷达的浅水层测量提供一定借鉴。
关键词
激光雷达
光子计数
距离
像
偏振
距离漂移误差
Keywords
lidar
photon counting
depth image
polarization
range walk error
分类号
TN958.98 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
距离漂移误差抑制获取Gm-APD激光雷达高精度三维像
徐璐
杨旭
吴龙
包晓安
张一嘉
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
光子探测距离漂移误差与大气湍流效应建模分析
侯阿慧
胡以华(指导)
赵楠翔
董骁
曾祥熙
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
宽脉冲光子计数偏振激光雷达探测浅水层研究(特邀)
徐璐
刘霞霞
杨旭
张一嘉
吴龙
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2021
1
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