條紋管激光三維成像技術(shù)研究.pdf

1、激光三維成像技術(shù)在近些年是激光應(yīng)用技術(shù)中非常活躍的一個分支，激光的距離選通特性使激光三維成像方法具有其它二維成像方法所不具備的優(yōu)勢。但是傳統(tǒng)激光成像的局限性也顯而易見，那就是激光成像的視場小，成像幀率低。為了克服這個缺點，使激光三維成像雷達(dá)具有高幀頻、大視場角的特點，近些年國際上提出了采用條紋管作為探測器實現(xiàn)激光三維成像的方案。本論文在理論上探討了這種方案的可行性，在實驗上建立了一套條紋管激光成像的演示系統(tǒng)，對這種成像方案進(jìn)行了演示論證

2、，獲得了室內(nèi)、室外特定目標(biāo)的條紋像，最后分析了這種條紋管激光三維成像系統(tǒng)的成像特性以及今后在軍事、民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景。本論文首先分析了條紋管的工作原理，討論了條紋管的時間分能力與空間分辨能力，說明了其能夠作為激光三維成像探測器的可行性。介紹了條紋管激光三維成像的系統(tǒng)設(shè)計，論述了整套系統(tǒng)的工作原理。理論上推導(dǎo)了在視場角比較大的情況下的激光雷達(dá)方程，分別得出了基模高斯光束脈沖和經(jīng)過空間整形后的平頂激光脈沖擴束后，照射到目標(biāo)的散射回波功率表達(dá)

3、式。并且根據(jù)散射回波功率表達(dá)式和實驗系統(tǒng)參數(shù)，分別計算得出了目標(biāo)在300m和1000m處的散射回波功率密度，證明了所建立的條紋管激光三維成像系統(tǒng)對1000m內(nèi)的目標(biāo)成像的可行性，指導(dǎo)實驗的設(shè)計和實施。利用購置的條紋管和激光器建立了一套激光三維成像的實驗演示系統(tǒng)。包括作為發(fā)射機的燈泵Nd：YAG激光器、條紋管探測器、發(fā)射和接收光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)觸發(fā)器以及CCD數(shù)據(jù)讀取處理部分。對系統(tǒng)關(guān)鍵部件的指標(biāo)進(jìn)行了測試，如激光發(fā)射系統(tǒng)的脈沖特性、接收系統(tǒng)