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距离选通激光成像系统发展现状 被引量:7
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作者 徐效文 郭劲 于前洋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期616-618,共3页
阐述了距离选通激光成像原理 ,在此基础上扼要分析了距离选通关键技术。介绍了三种典型的距离选通激光成像系统 ,讨论了距离选通激光成像系统今后需要重点研究的课题 。
关键词 激光照明 距离技术 距离选通激光成像系统
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基于距离选通激光成像系统的三维图像重构 被引量:4
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作者 王柏娜 高煜妤 《激光杂志》 北大核心 2019年第6期50-54,共5页
传统三维重构方法通过阵列图像重构三维图像,未分析目标同成像系统间的动态变化性,且没有对二者间的距离信息进行补偿,导致重构效果和效率差,为此提出基于距离选通激光成像系统的三维图像重构方法。首先通过距离选通三维成像原理获取各... 传统三维重构方法通过阵列图像重构三维图像,未分析目标同成像系统间的动态变化性,且没有对二者间的距离信息进行补偿,导致重构效果和效率差,为此提出基于距离选通激光成像系统的三维图像重构方法。首先通过距离选通三维成像原理获取各帧图像相对间距,使用二值化算法求解目标图像距离值,并采用质心算法弥补选通门宽较高或激光脉冲较大时距离信息不精确的缺点,获取精确距离信息;然后使用运动补偿对距离信息实施运算,运算距离信息实现三维图像重构,最后实验结果表明,本文方法完成静态目标三维图像重构时的结果与实际距离值一致,平均差异约为0.045m;动态目标三维重构的平均差错率为10.32%、平均重构时间为1.31s,表明该方法进行三维图像重构耗时短,效果好。 展开更多
关键词 距离 激光成像系统 三维图像重构 二值化 质心算法 运动补偿
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激光距离选通三维成像技术研究进展(特邀) 被引量:5
3
作者 王新伟 孙亮 +3 位作者 张岳 宋博 夏晨昊 周燕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期23-41,共19页
随着人工智能时代的到来,同时获得反映目标辐射特性和纹理特征的高分辨率强度图像以及反映目标和所处场景的三维空间信息的稠密点云数据/三维图像的激光相机雷达技术已成为激光雷达的发展趋势。传统的摄像机与激光雷达复合的技术方案存... 随着人工智能时代的到来,同时获得反映目标辐射特性和纹理特征的高分辨率强度图像以及反映目标和所处场景的三维空间信息的稠密点云数据/三维图像的激光相机雷达技术已成为激光雷达的发展趋势。传统的摄像机与激光雷达复合的技术方案存在异源数据融合问题,尤其是在雾雨雪天气条件下以及水下等传输链路中存在严重散射的情况时难以有效工作。激光距离选通三维成像技术利用单一门控成像器件可同时获得高质量二维强度图像和高分辨率三维图像,其二维图像中的像素和三维图像中的体素一一对应,并继承了激光距离选通成像透散射成像的技术优势,具有实现高性能激光相机雷达的技术潜力。论文系统综述了步进延时扫描、增益调制、距离能量相关等激光距离选通三维成像技术的研究进展,介绍了该类技术的国内外典型应用情况,最后分析了该领域所面临的挑战及进一步发展方向和应用前景。 展开更多
关键词 距离成像 三维成像 激光雷达 激光相机雷达 距离能量相关
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一种改进的激光距离选通成像系统 被引量:22
4
作者 徐效文 郭劲 +2 位作者 于前洋 付有余 周建民 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期3-5,共3页
距离选通技术是克服激光后向散射,提高激光距离选通成像系统信噪比的有效方法。阐述了激光距离选通成像原理,详细分析了距离选通关键技术,指出了传统的距离选通同步控制方案的缺点,提出了一种改进的激光距离选通成像系统,讨论了激光距... 距离选通技术是克服激光后向散射,提高激光距离选通成像系统信噪比的有效方法。阐述了激光距离选通成像原理,详细分析了距离选通关键技术,指出了传统的距离选通同步控制方案的缺点,提出了一种改进的激光距离选通成像系统,讨论了激光距离选通成像系统今后需要重点研究的课题和发展趋势。 展开更多
关键词 距离 信噪比 同步控制 激光成像 脉冲激光 摄像机
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532nm激光距离选通成像系统 被引量:10
5
作者 竹孝鹏 刘继桥 +3 位作者 贺岩 李小莉 毕德仓 陈卫标 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期358-362,共5页
实现了一套基于532 nm波长的距离选通成像系统,并选择了几种典型环境进行了相应的原理验证实验。采用532 nm的全固态调Q脉冲激光器作为主动照明激光,激光单脉冲能量可以在35~100 mJ之间调节,系统接收望远镜口径为200 mm。采用PIN探测器... 实现了一套基于532 nm波长的距离选通成像系统,并选择了几种典型环境进行了相应的原理验证实验。采用532 nm的全固态调Q脉冲激光器作为主动照明激光,激光单脉冲能量可以在35~100 mJ之间调节,系统接收望远镜口径为200 mm。采用PIN探测器获得激光脉冲发射时间,并控制目标成像的曝光时刻。成像探测器采用ICCD(intensified CCD),最小曝光时间为2 ns。通过实验对比说明该系统能够在小雨天或者有烟雾的情况下正常工作,但是获得图像的信噪比会有所下降,同时能够在强光背景干扰的环境下获得目标的图像信息。该套系统的原理验证性实验能够为距离选通成像技术的进一步发展提供重要参考。 展开更多
关键词 距离成像 激光雷达 脉冲激光照明
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激光距离选通成像同步控制系统的设计与实现 被引量:10
6
作者 赵岩 翟百臣 +1 位作者 王建立 陈涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期526-529,共4页
针对传统的激光距离选通成像系统需要已知距离及精确的激光器传输时间延迟等先决条件,设计并实现了一种基于DSP的激光距离选通成像系统,并对其同步控制方法进行详细地探讨。该方案利用快速DSP控制器完成测距和距离延迟,产生纳秒级的选... 针对传统的激光距离选通成像系统需要已知距离及精确的激光器传输时间延迟等先决条件,设计并实现了一种基于DSP的激光距离选通成像系统,并对其同步控制方法进行详细地探讨。该方案利用快速DSP控制器完成测距和距离延迟,产生纳秒级的选通脉冲选通ICCD摄像机,有效地实现了距离选通及精确的图像清晰度控制,在无需任何先决条件的情况下,可以获得目标的距离信息和距离选通图像。 展开更多
关键词 激光距离成像 距离技术 距离同步控制
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激光照明水下目标距离选通成像系统的研制 被引量:6
7
作者 王荣波 钟森城 +5 位作者 李泽仁 周维军 吴廷烈 罗振雄 田建华 何莉华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1666-1670,共5页
基于水下目标探测的应用需求,研制开发了一套激光水下距离选通成像系统。系统采用波长532nm、最大单脉冲能量400mJ的Nd:YAG脉冲激光器作为照明光源,采用最小选通门宽3ns、像元1024×1024的ICCD相机作为门选通器件和图像记录器件,利... 基于水下目标探测的应用需求,研制开发了一套激光水下距离选通成像系统。系统采用波长532nm、最大单脉冲能量400mJ的Nd:YAG脉冲激光器作为照明光源,采用最小选通门宽3ns、像元1024×1024的ICCD相机作为门选通器件和图像记录器件,利用DG535型数字脉冲发生器作为精确延时和同步控制器件实现激光脉冲和ICCD相机选通门的同步以实现距离选通功能。利用该系统在某水库进行了水下目标探测实验,实验结果表明,该系统可在6.5倍的衰减长度上识别目标,在8倍衰减长度上发现目标。 展开更多
关键词 距离 水下目标 ICCD 水下探测 激光照明
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视觉引导的激光距离选通三维成像 被引量:1
8
作者 张思卿 刘晓泉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期109-117,共9页
由于可以抑制后向散射,距离选通三维成像在雾、雨、雪等恶劣天气下的远距离探测中展现出巨大潜力。传统方法利用光学成像机理建模实现,发展成熟,但存在性能依赖于硬件特性、系统灵活性差等问题;基于学习的方法克服了传统方法的硬件限制... 由于可以抑制后向散射,距离选通三维成像在雾、雨、雪等恶劣天气下的远距离探测中展现出巨大潜力。传统方法利用光学成像机理建模实现,发展成熟,但存在性能依赖于硬件特性、系统灵活性差等问题;基于学习的方法克服了传统方法的硬件限制,但是未考虑选通图像特点,导致精度有限。针对上述问题,提出一种融合注意力机制的视觉引导方法,该方法从视觉层面出发,针对物体轮廓、纹理较弱等区域着重计算区域权重,提高区域预测精度;结合一种激光雷达深度补全算法,获得稠密深度真值图像用于模型监督,从而提升模型深度估计精度。实验结果表明,对比现有最先进的方法,在夜晚数据中平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)提升了6.3%,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)提升了2.3%,并在雾、雪天场景下得到更清晰的目标轮廓。 展开更多
关键词 距离三维成像 注意力机制 深度补全 视觉引导
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距离选通水下激光成像系统信噪比分析与计算 被引量:3
9
作者 葛卫龙 华良洪 张晓晖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期2022-2026,共5页
距离选通水下激光成像系统是一种基于时间标记原理的水下光电成像系统,它能够有效抑制水体后向散射光的干扰,提高目标探测距离,具有较高的军事和民用价值。在距离选通水下激光成像系统中,ICCD可能接收到的光信号包括水体后向散射光、目... 距离选通水下激光成像系统是一种基于时间标记原理的水下光电成像系统,它能够有效抑制水体后向散射光的干扰,提高目标探测距离,具有较高的军事和民用价值。在距离选通水下激光成像系统中,ICCD可能接收到的光信号包括水体后向散射光、目标反射直射光、以及目标反射光的前向散射光。建立了ICCD接收信号光能量的几何模型,在给定开门时刻和选通门宽参数条件下,给出了通过点扩散函数计算ICCD像元上所能接收到的目标反射光的直射光及其所引起的水体前向散射光能量的方法,以及通过水体分层计算水体后向散射光的方法,定义了距离选通水下激光成像系统信噪比,分析了目标距离对信噪比的影响并给出了仿真结果。 展开更多
关键词 成像系统 距离 点扩展函数 信噪比
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改进的距离选通3D成像激光雷达系统 被引量:7
10
作者 吴凡 张勇 +3 位作者 何姜 吴龙 靳辰飞 赵远 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期2388-2392,共5页
非扫描激光雷达是激光雷达的研究热点,但能够获得距离信息的阵列探测器尚不成熟,导致非扫描激光雷达仍处于实验室阶段,限制了非扫描激光雷达的应用。现有的距离选通激光雷达成像速度慢,影响了系统的应用。基于积分型阵列探测器ICCD,设... 非扫描激光雷达是激光雷达的研究热点,但能够获得距离信息的阵列探测器尚不成熟,导致非扫描激光雷达仍处于实验室阶段,限制了非扫描激光雷达的应用。现有的距离选通激光雷达成像速度慢,影响了系统的应用。基于积分型阵列探测器ICCD,设计了一种改进的距离选通3D成像激光雷达系统,实现了非扫描快速3D成像功能,并在理论和实验上对系统的性能进行了研究。实验获得的距离精度与理论结果完全吻合,距离成像精度可达0.1 m。该系统在目标探测与识别、机器人视觉、建筑物快速3D建模等方面具有广泛应用。 展开更多
关键词 成像系统 3D成像 激光雷达 距离
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距离选通成像系统中短脉冲激光驱动技术研究 被引量:1
11
作者 王翀 杨嘉皓 +2 位作者 朱炳利 韩江浩 党文斌 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期567-577,共11页
基于单光子探测的距离选通成像系统中,需发射短脉冲激光并进行发射器和接收器之间的同步控制,使探测器工作在光子计数模式并在时间上进行积分,以完成成像操作。为了获得满足系统要求的短脉冲激光,同时减小系统体积、降低系统成本,本文... 基于单光子探测的距离选通成像系统中,需发射短脉冲激光并进行发射器和接收器之间的同步控制,使探测器工作在光子计数模式并在时间上进行积分,以完成成像操作。为了获得满足系统要求的短脉冲激光,同时减小系统体积、降低系统成本,本文提出将基于射频双极晶体管和基于阶跃恢复二极管SRD(结合短路传输线)两种产生窄脉冲电路应用于单光子距离选通成像系统。介绍了二者的原理与设计方法,进行了仿真验证、实物制作及测试,对脉冲发生器的特点、影响脉宽幅值的因素进行了分析。实物测试结果表明,基于晶体管方式可以产生上升时间为903.5 ps、下降时间为946.1 ps、脉冲宽度为824 ps、幅度为2.46 V的窄脉冲。基于SRD方式可以产生上升时间为456.8 ps、下降时间为458.3 ps、脉冲宽度为1.5 ns、幅度为2.38 V的窄脉冲,二者重复频率皆可达到50 MHz。利用这两种设计方法的任何一种配合外部电流驱动激光二极管都能够获得性能优良的短脉冲激光输出。 展开更多
关键词 距离成像 双极性晶体管 阶跃恢复二极管(SRD) 短脉冲激光
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基于C++的距离选通激光成像雷达系统软件设计 被引量:4
12
作者 曲思锦 杨刚 +2 位作者 崔子浩 毕宗杰 田兆硕 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期330-335,共6页
本文基于C++编程语言设计了距离选通激光成像雷达三维点云实时成像软件。软件以距离选通激光成像雷达成像原理为基础,实现了激光器和延时器的时序控制、点云数据的高速处理、滤波去噪以及三维图像的实时显示。基于自研硬件设备,利用本... 本文基于C++编程语言设计了距离选通激光成像雷达三维点云实时成像软件。软件以距离选通激光成像雷达成像原理为基础,实现了激光器和延时器的时序控制、点云数据的高速处理、滤波去噪以及三维图像的实时显示。基于自研硬件设备,利用本文设计的软件,对距离为700 m的建筑进行了三维成像实验。实验过程中,该软件能够实现多参数实时控制及目标三维图像的实时显示,三维图像距离分辨率达到0.157 m,实验结果表明,该软件具有精度高、速度快、可操作性强等优点,在远距离探测以及实时三维成像等应用中具有广阔前景。 展开更多
关键词 距离 激光雷达 三维成像 点云处理
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便携式远距离激光选通成像系统研究 被引量:5
13
作者 王书宇 艾磊 +1 位作者 陶声祥 顾国华 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第9期166-170,共5页
针对目前国内现有的选通成像系统体积比较庞大,无法便携使用的问题;对远距离激光选通成像系统进行了小型化设计,并通过独特设计的电动变焦机构实现了照明视场与成像视场的同步控制;实验结果表明:该系统体积小、重量轻,便于携带,可对4 k... 针对目前国内现有的选通成像系统体积比较庞大,无法便携使用的问题;对远距离激光选通成像系统进行了小型化设计,并通过独特设计的电动变焦机构实现了照明视场与成像视场的同步控制;实验结果表明:该系统体积小、重量轻,便于携带,可对4 km目标进行清晰成像,并具有良好的自适应调节功能。 展开更多
关键词 距离 小型化 激光主动成像
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激光距离选通成像关键技术 被引量:17
14
作者 徐效文 郭劲 +2 位作者 于前洋 付有余 周建民 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期603-605,共3页
距离选通技术是克服激光后向散射、提高激光距离选通成像系统信噪比的有效方法。阐述了激光距离选通成像原理 ,详细分析了距离选通关键技术 ,指出传统的距离选通同步控制系统的缺点 。
关键词 激光照明 激光距离成像系统 距离技术 距离同步控制技术
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基于激光距离选通成像的非视域成像应用 被引量:19
15
作者 许凯达 金伟其 +2 位作者 刘敬 裘溯 田训卿 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期2073-2078,共6页
非视域成像是国外近几年出现的一种新的成像模式,能够绕过拐角对难以直接观察的场景进行成像。介绍了基于激光距离选通成像技术的非视域成像模式,给出了国外的几个典型非视域成像实验及其结果。搭建了基于532 nm激光器和ICCD探测器的距... 非视域成像是国外近几年出现的一种新的成像模式,能够绕过拐角对难以直接观察的场景进行成像。介绍了基于激光距离选通成像技术的非视域成像模式,给出了国外的几个典型非视域成像实验及其结果。搭建了基于532 nm激光器和ICCD探测器的距离选通成像系统,以窗户玻璃和墙面瓷砖作为中介反射面,分别获得了50 m和20 m处目标的非视域图像。实验结果表明,非视域成像的效果与中介反射面的反射特性有关,许多具有一定镜面反射特性的建筑材料均可作为中介反射面,用于非视域成像;非视域成像模式在城市巷战、公安侦察以及抗灾救援等领域展现出潜在的应用前景,是一种具有发展前景的新型光电成像模式。 展开更多
关键词 距离成像 非视域成像 激光成像
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水下光电成像技术与装备研究进展(上)——水下激光距离选通技术 被引量:27
16
作者 曹峰梅 金伟其 +4 位作者 黄有为 李海兰 王霞 储开丽 刘敬 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第2期63-69,共7页
激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外... 激光距离选通成像技术是当前国内外不断发展且应用有效的水下光电成像技术之一,国外20世纪90年代后陆续公开了一些水下光电成像探测系统和实验结果。结合海洋资源勘探、水下救援和侦察等应用领域的需求,全面介绍并对比分析了当前国内外典型水下激光距离选通成像装置和性能水平,讨论了其技术特点,对水下激光距离选通成像技术的发展和装置应用具有意义。 展开更多
关键词 水下成像 距离成像 脉冲激光 水下救援
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激光主动成像结合距离选通技术的零时信号测量方法 被引量:17
17
作者 范有臣 赵洪利 +2 位作者 孙华燕 郭惠超 赵延仲 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期101-107,共7页
针对火箭起飞过程中零时信号难以准确测量问题,提出了激光主动成像与距离选通技术相结合的测量方式,并通过求取光流的变化进而求取位移移动量获得火箭起飞的零时信号。对现有的零时信号测量方式进行了分析,确定了基于距离选通的ICCD成... 针对火箭起飞过程中零时信号难以准确测量问题,提出了激光主动成像与距离选通技术相结合的测量方式,并通过求取光流的变化进而求取位移移动量获得火箭起飞的零时信号。对现有的零时信号测量方式进行了分析,确定了基于距离选通的ICCD成像方式,结合目标垂直上升的特性,提出目标轮廓与HS光流结合的抗光照干扰算法。实验结果表明:在模拟目标匀速上升过程中,在光照变化不大情况下,单独的边缘检测及单独的HS光流检测算法均能检测出目标的上升趋势;在光照变化剧烈情况下,边缘检测及HS光流检测算法均出现严重的误差,目标轮廓与HS光流结合算法排除了目标内部的干扰,得到的目标像素点位移量与真实的上升量基本一致,误差在亚像素量级,若图像帧频为25 fps,则时间精度为80 ms,完全符合零时信号提取的要求。 展开更多
关键词 零时信号 激光主动成像 距离 光流
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水下距离选通成像系统后向散射光的计算 被引量:23
18
作者 李丽 高稚允 +2 位作者 王霞 郭新军 金伟其 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期488-491,共4页
为了实现在室内测试距离选通成像系统的分辨力,建立了后向散射光模型.分析并给出了典型的脉冲激光照明的水下距离选通成像系统的光学几何结构和相关参数.采用辐射传输理论建立了水下距离选通成像系统的后向散射光模型.编制了相应的计算... 为了实现在室内测试距离选通成像系统的分辨力,建立了后向散射光模型.分析并给出了典型的脉冲激光照明的水下距离选通成像系统的光学几何结构和相关参数.采用辐射传输理论建立了水下距离选通成像系统的后向散射光模型.编制了相应的计算机程序,根据典型系统参数计算并绘制了系统的重叠系数和后向散射光随时间的变化曲线.结果表明,到达探测器的后向散射通量随时间快速上升,达到最大值后又快速下降,5ns激光脉冲的后向散射辐射通量集中分布在20ns时间间隔内. 展开更多
关键词 后向散射 距离 水下成像
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基于激光距离选通的非视域成像特性分析 被引量:7
19
作者 许凯达 金伟其 +4 位作者 刘敬 郭晖 裘溯 李力 赵绅有 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2003-2009,共7页
激光距离选通成像系统借助具有一定镜面反射特性的中介反射面可以实现绕过拐角对隐蔽目标成像,即非视域成像。在对中介反射面模型化的基础上,分析并推导非视域成像系统探测器光敏面上的信号辐照度与干扰辐照度,进而给出非视域图像的对... 激光距离选通成像系统借助具有一定镜面反射特性的中介反射面可以实现绕过拐角对隐蔽目标成像,即非视域成像。在对中介反射面模型化的基础上,分析并推导非视域成像系统探测器光敏面上的信号辐照度与干扰辐照度,进而给出非视域图像的对比度模型;结合典型非视域成像系统参量,分析中介面反射特性及其位置对非视域成像的影响。分析结果表明:对于大多数实用的中介反射面,只有采用激光距离选通成像模式才能实现非视域成像;当探测器和目标的位置确定时,中介反射面距离目标越近,非视域成像系统探测、识别目标的难度就越大;在实际使用过程中,采取适当的使用策略或方法可以最大限度发挥系统的性能。文中建立的模型及分析结果对于非视域成像的理论研究、系统设计和实际应用具有指导意义。 展开更多
关键词 光学 激光成像 距离成像 非视域成像
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基于距离选通成像系统的水下目标探测技术研究 被引量:7
20
作者 陈超 杨鸿儒 +6 位作者 黎高平 吴磊 俞兵 杨斌 吴宝宁 张博妮 吴李鹏 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期662-666,共5页
基于距离选通原理,采用波长为532 nm、脉冲宽度为20 ns的Nd∶YAG激光器和距离选通ICCD成像系统,通过脉冲激光照射水下目标,ICCD系统同步选通接收,对漫射衰减系数约为0.45的8 m水深内的水下目标的成像能力进行了实验研究,获得了10 ns的... 基于距离选通原理,采用波长为532 nm、脉冲宽度为20 ns的Nd∶YAG激光器和距离选通ICCD成像系统,通过脉冲激光照射水下目标,ICCD系统同步选通接收,对漫射衰减系数约为0.45的8 m水深内的水下目标的成像能力进行了实验研究,获得了10 ns的图像选通效果和7 m的探测能力。实验结果表明,距离选通成像方法是一种快速、有效的水下目标探测和识别手段。 展开更多
关键词 成像系统 距离 ICCD 水下目标探测
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