激光3D視覺(jué)系統(tǒng)高靈敏度信號(hào)檢測(cè)高精度時(shí)間測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、激光3D視覺(jué)系統(tǒng)是目前獲取目標(biāo)或復(fù)雜環(huán)境三維立體圖像的最有效技術(shù)手段之一。它具有高角分辨率、高距離分辨率和高速度分辨率等優(yōu)點(diǎn),且抗干擾能力強(qiáng)、抗隱身能力強(qiáng)、測(cè)速范圍廣,不僅能得到目標(biāo)的位置信息,還可以得到速度信息。因此,其在智能機(jī)器人、無(wú)人車或無(wú)人機(jī)等軍事和民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。該技術(shù)也是美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家在空間技術(shù)、地形測(cè)繪和海洋監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃中大力發(fā)展的技術(shù)。
　　本論文以1.55μm脈沖光纖激光器作為發(fā)射源

2、,采用脈沖測(cè)距方法,并結(jié)合檢流計(jì)振鏡掃描技術(shù),構(gòu)建人眼安全的激光3D視覺(jué)系統(tǒng),以便獲取目標(biāo)或復(fù)雜環(huán)境三維立體圖像。其中,距離信息通過(guò)脈沖飛行時(shí)間測(cè)距法獲得,方位和俯仰信息則利用檢流計(jì)振鏡的二維掃描獲得。本論文圍繞激光3D視覺(jué)系統(tǒng)中的高靈敏度回波信號(hào)檢測(cè)與高精度時(shí)間測(cè)量?jī)纱箨P(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究,主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　首先,給出了基于脈沖激光發(fā)射和X-Y檢流計(jì)掃描的激光3D視覺(jué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。介紹了脈沖激光測(cè)距原理,詳細(xì)討論了回

3、波信號(hào)探測(cè)方法、探測(cè)器的選取、二維掃描等關(guān)鍵技術(shù),介紹了A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波技術(shù)、信號(hào)內(nèi)插原理等回波信號(hào)處理的相關(guān)理論,最后分析了大氣影響和系統(tǒng)噪聲。
　　其次,比較分析了激光3D視覺(jué)系統(tǒng)回波信號(hào)檢測(cè)的2種識(shí)別算法和2種積累算法。從虛警概率和檢測(cè)概率出發(fā),分別仿真研究固定門信號(hào)限檢測(cè)和自適應(yīng)信號(hào)檢測(cè),以及視頻積累和二進(jìn)制積累的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　再次,比較分析了激光3D視覺(jué)系統(tǒng)回波信號(hào)到達(dá)時(shí)刻提取與時(shí)間間隔測(cè)量算法。分別仿真研究前